基于UG的混流式水轮机叶片三维建模.pdf

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1、第3期机械设计与制造2013年3月MachineryDesign&Manufacture23l基于UG的混流式水轮机叶片三维建模王世奎，余波，田晓春。，李广府(1．西华大学，四川成都610039；2．四川省电力公司映秀湾水力发电总厂，四川都江堰611830)摘要：混流式水轮机叶片形状复杂扭曲，不易生成光滑的三维模型。在UG中导入已有的混流式转轮叶片的AutoCAD二维木模图，利用所导入木模图中的二维线条进行三维造型。无需在UG中输入叶片截面线上分布点的空间坐标，这样不但提高了工作效率，且避免了大量数据多位小数点四舍五入后产生误差。尽量保证已有木模图中二维线条形状不变的情况下，采用类

2、势线的方法优化得到光滑的叶片。为混流式水轮机机组水力性能预测、CFD流动分析、刚强度计算分析等提供了有利条件。关键词：叶片；UG；木模图；三维；光滑中图分类号：THI6文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)03—0231—03FrancisTurbineBladesof3-DModelingBasedonUGWANGShi—kui，YUBo，TIANXiao—chun，LIGuang-fu(1．XihuaUniversity，SichuanChengdu610039，China；2．YingxiuwanHydroelectricPowerPlantofSichuan

3、ElectricPowerCompany，SichuanDujiangyan611830，China)Abstract：TheFrancisturbinebladesshapeofFrancisturbineiscomplexdistorted，andisdiffwuhtogenerateasmooth3DmodelItimportsexistingAutoCAD2DwoodenpatternsofFrancisrunnerbladeinUG，using2Dlineintheimportedwoodenpatternsfor3dmodeling．hdonotneedtoinputt

4、hespacecoordinatesofthedistributionpointofthebladesectionlineintheUG．hwillnotonlyimprovetheefwiency．andalsoavoidtheerrDfromtheroundingdecimalplaceswhenyoudealwithamassofdatcLhtriestoensltrethatthe2Dlineshapeintheexistingwoodenpatternsisunchanged，andinthiscose，lsesclasspotentiallinemethodoptim&

5、edbysmoothblade．Itdasolidfoundationforpeforma~cepredwtionofFrancisturbineunit，CFDanalysisofflow，calculationandanalysisofstiffnessandstrength，etc．KeyWords：Blades；UG：WoodenPatterns；Three_Dimension；Smooth1引言等高面Z上叶片截面图形或截线的x,y坐标，如图1所示。图1左边部分为叶片的轴面投影图，它是由真实叶片以转轮轴为旋转转轮是水轮机中完成能量转换的核心部件，对于混流式水轴旋转投影到某一

6、平面得到，而不是按照真实叶片垂直某一平面轮机而言，转轮通常是由上冠、下环和一定数目的叶片组成，其中投影得到。右边部分为叶片第i个等高面上截面图，它表示在等叶片形状最为复杂。因为叶片表面为非结构化、空间扭曲的自由高处叶片截面的外轮廓形状。在叶片越扭曲的部位，截面个数曲面，形状非常复杂ll，在利用三维软件建模时很容易出现凹凸不将越多以保证叶片形状的准确性。平的曲面，还有可能发生畸变，所以要得到光滑准确的叶片模型有较大的困难。在进行水力性能分析的过程中，叶片的不光滑性对机组的各项性能都有很大的影响。．目前，已经能够根据二维木模图尺寸作出光滑的叶片模型，但是其工作量较大。利用UG与Auto

7、CAD有良好接口的特点，把已有二维木模图导入UG中进行三维建模。通过该三维造型软件特殊的处理方法对叶片进行光滑处理，得到与已有木模图吻合很好的光滑的三维模型，比以往的作图方法更为方便。2叶片工作面、背面边框的生成2．1导入叶片木模图图1混流式水轮机转轮叶片木模图混流式水轮机叶片木模图一般会给出叶片的轴面投影图和Fig．1WoodenPatternsofFrancisRunnerBlade来稿日期：2012—05—27基金项目：西华大学流体及动力机械建教育部重点实验室资