船用螺旋桨的逆向建模研究

发布时间：2021-02-02 20:12

　　为了缩短船用螺旋桨的再设计周期,降低再设计难度,针对船用螺旋桨提出了一种基于逆向设计软件Geomagic Design X和三维建模软件UG的逆向建模方法。详细介绍了螺旋桨的逆向建模过程和主要操作流程,通过比较放样和面片拟合生成叶片NURBS曲面的方法和原理,得到一种合适的叶片曲面作为叶片重构的基础。采用Geomagic Quality软件对螺旋桨进行整体精度分析,结果发现螺旋桨重构模型和螺旋桨点云数据之间的偏差在允许范围之内,验证了此螺旋桨逆向建模方法的可行性,同时为类似的逆向建模提供了思路。 

【文章来源】：机械设计与制造. 2020,(09)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

螺旋桨逆向建模流程图

根据实际情况采用的是ZGScanTM系列智能手持式激光3D扫描仪对螺旋桨进行三维扫描。该扫描仪扫描精度最高可达0.02mm，景深为250mm；具有自动拼接功能，无需用户干预；设备重量轻，操作方便，适用范围广，安全、可靠，且支持多种数据格式文件输出。待扫描螺旋桨和扫描得到的螺旋桨点云数据，如图2所示。2.2 数据处理

随后发现在螺旋桨的叶片边缘还存在破损和缺失，要进行穴填补，根据破损处周围的特征形状按照一定的曲率使用三角面片填补缺失的孔洞，然后对整个螺旋桨的表面进行检查，利用删除特征命令删除不需要的特征形状或者是由于螺旋桨自身的缺陷而产生的特征形状，利用智能刷平滑面片，强度设置为最大，许可偏差设置为0.1mm，其原理，如图3所示。平滑过程中单元点在许可偏差范围内移动。使用面片的优化命令可以根据特征优化面片，提高面片的品质，生成可以用于有限元分析的三角面片，需要注意的是尺寸选项中的边线最大长度的乘数的数值要大于边线的平均长度的数值。处理完成后在叶片和桨毂大范围光滑部分的三角面片较稀疏，在边缘部分、特征排列较多部分、特征分界线部分的三角面片较密集，即曲率越大三角面片越密集。随后使用加强形状功能，突出特征，使轮廓更清晰，曲面更光滑，对于领域分割具有积极的作用。

【参考文献】：
期刊论文
[1]正逆向设计在电动汽车外观曲面造型中的应用研究[J]. 王宝中,张富明,路春光,赵震.  机械设计与制造. 2018(02)
[2]基于Geomagic Design X的正逆向混合建模[J]. 冯超超,成思源,杨雪荣,骆少明.  机床与液压. 2017(17)
[3]基于Design X软件的复杂曲面逆向设计应用[J]. 于延军,张娜.  现代制造技术与装备. 2017(02)
[4]船用螺旋桨逆向改型设计方法研究[J]. 丁建波,曹将栋.  船舶工程. 2016(01)
[5]模具设计制造中逆向工程技术的应用[J]. 韦焜程.  装备制造技术. 2012(07)
[6]船用螺旋桨的逆向造型方法与研究[J]. 付大鹏,王小旭,程艳艳.  制造业自动化. 2011(16)
[7]基于FLUENT的螺旋桨水动力性能研究[J]. 王翔,刘正林,张圣东,王如意.  机械设计与制造. 2011(06)
[8]逆向工程技术在复杂曲面零件设计与制造中的应用与展望[J]. 王亮德.  制造技术与机床. 2009(11)

硕士论文
[1]基于Geomagic的汽车节温器盖逆向工程设计及其型面精度检测技术研究[D]. 张文灼.河北科技大学 2018
[2]无人机螺旋桨气动性能实验与数值模拟仿真研究[D]. 丁倩岚.天津大学 2015



本文编号：3015304