一种涡轮壳内部的涡旋流道的三维几何造型方法技术

技术编号:39746514 阅读:8 留言:0更新日期:2023-12-17 23:45
本发明专利技术涉及一种涡轮壳内部的涡旋流道的三维几何造型方法

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮壳内部的涡旋流道的三维几何造型方法


[0001]本专利技术属于离心式叶轮机械和流体机械
,尤其是且不限于,涡轮增压器的涡轮壳内部涡旋流道的三维几何造型方法,具体说,是运用计算机软件的一种旋转造型功能和一种扫描造型功能,以创建涡旋流道的三维几何模型的造型方法

本专利技术还可用于涡轮增压器的压气机壳流道

其它流体机械如水泵

水轮机

风机

压缩机等的蜗壳流道以及一般机械

设备

装备

工夹具

模具等的涡旋形过流通道或形面的三维几何造型


技术介绍

[0002]众所周知,涡轮增压器的涡轮壳(或称涡轮箱)内的涡旋流道负责引导

分配高温废气吹动涡轮,带动压气机叶轮高速旋转,吸入和压缩新鲜空气,大幅度提升进气压力

密度和质量,从而提高内燃机的功率

扭矩,降低燃油耗和有害污染物排放,可见涡旋流道的形状对增压器的性能及可靠性影响很大;而水泵

水轮机

风机

压缩机的蜗壳需要引导液体或气体流动,也会影响流动阻力

做功效率等性能指标

随着三维
CAD
技术的发展和应用,涡轮壳

蜗壳及其涡旋流道一般运用计算机三维建模软件进行设计造型,以真实形象地表达其复杂弯曲的空间形状,目前常用的三维软件有
Creo

Pro/E、UG、Catia、SolidWorks、MDT
等,
Pro/E

Creo
的早期软件版本

[0003]中国专利
CN 109711045B
公开了一种离心泵蜗壳光顺造型方法,在
UG
软件中绘制蜗壳的多个截面的二维草图,采用“通过曲线网格”的网格曲面工具,连接各截面生成蜗壳螺旋部分的三维曲面

工具就是软件的造型功能,又称造型特征,螺旋部分也即涡旋流道部分

[0004]中国专利
CN 102034014B
公开了一种全参数建立水电站混流式水轮机蜗壳三维模型的方法,先得到所有蜗壳断面,再通过各蜗壳断面及其控制引导线拉伸得到蜗壳的面

此处所述拉伸应理解为混合成形

[0005]黄明星等的

基于
CATIA
的离心泵蜗壳三维模型设计

一文中,提出了一种采用
Catia
软件的迭层功能进行蜗壳造型的方法,迭层功能需要指定多个断面轮廓,迭层功能在软件界面中称为多截面曲面,断面在软件中称为截面

[0006]岳健等的

基于
Pro/E
的离心泵叶轮与蜗壳实体造型研究

一文中,提出了一种采用
Pro/E
软件的扫描混合工具进行蜗壳造型的方法,扫描混合必须绘制多个断面轮廓,断面在软件中称为截面

[0007]赵青松等的

基于
Pro/E
的离心蜗壳三维模型设计

一文中,提出了一种采用
Pro/E
软件的混合扫描和边界扫描特性进行蜗壳造型的方法,混合扫描需绘制多个截面图形,并指定多段圆弧线作为混合扫描的轨迹

该文所称的混合扫描应该是指软件的扫描混合,边界扫描应该是指边界混合,特性应该是指特征,边界混合也需要指定多条相当于截面的边界线

[0008]马玥珺等的

三维实体造型方法对
CFD
计算影响的研究

一文中,提出了一种采用
Pro/E
软件的混合扫描和边界混合特征进行蜗壳造型的方法,混合扫描需要至少两个或以
上的多个截面图形,并指定蜗壳基圆作为混合扫描的轨迹

该文所称的混合扫描应该是指软件的扫描混合

[0009]李再勇的

基于
Creo
的离心泵蜗壳流道曲面造型方法

一文中,提出了一种采用
Creo
软件的扫描混合和边界混合进行蜗壳造型的方法,扫描混合需要绘制多个断面轮廓,边界混合需要指定多条边界线

[0010]李沈坚等的

基于
UG
的离心泵实体造型设计及研究

一文中,提出了一种采用
UG
软件的扫掠功能进行蜗壳造型的方法,扫掠使用多个断面轮廓,断面在软件中称为截面

需要注意,
UG
软件中仅使用单一截面沿轨迹移动成形的造型功能分别是:恒定截面的沿引导线扫掠,和可变截面的变化扫掠;扫掠造型功能一般使用多截面,也能仅指定单一截面,单一截面的扫掠实质上是在引导线两端使用相同的截面,故沿引导线的截面形状保持恒定

[0011]贾宁宁等的

旋流泵参数化设计方法

一文中,提出了一种采用
SolidWorks
软件的放样特征进行蜗壳造型的方法,放样必须绘制多个断面草图

[0012]刘建国等的

基于
MDT
的离心泵蜗壳三维造型研究与实现

一文中,提出了一种采用
MDT
软件的放样特征进行蜗壳造型的方法,放样必须绘制多个截面轮廓

[0013]上述造型方法所用的软件造型功能的名称不一,但其核心思路都是沿涡轮壳涡轮孔的周向建立多个固定的流道成形截面,再将它们逐个连接作混合成形,每个成形截面都需绘制其围绕截面一圈的图元链,也即同一截面所绘图元分别对应涡旋流道的第一环面

第二环面和涡形面

一般至少要沿涡轮孔一周布置9个截面,相邻截面间隔
45
°
左右,甚至间隔
15
°

30
°
布置截面

[0014]对于沿涡轮孔周向相隔较大角度的不同流道成形截面,由于截面形状以及截面图元链的形式,如图元数量

图元类型等可能已发生改变,故一般用一个混合成形特征无法创建完整的涡旋流道面,即使勉强创建了整个涡旋流道,往往也会产生形状畸变;而用多个混合成形特征连接而成完整流道,会增加流道组成曲面的数量,各段流道面之间连接不易光顺

[0015]对于混合成形做法,虽然各流道成形截面处的形状是准确的,但各流道成形截面之间的流道面形状未受直接控制,不够精确;减小相邻成形截面本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种涡轮壳内部的涡旋流道的三维几何造型方法,涡轮壳
(1)
中间有涡轮孔
(3)
,涡旋流道
(2)
的空腔在涡轮壳
(1)
内部环绕涡轮孔
(3)
并接通涡轮孔
(3)
,单个涡旋流道
(2)
的壁面包含沿涡轮孔
(3)
轴向相面对并且连接涡轮孔
(3)
壁面的第一环面
(4)
和第二环面
(5)
,还包含从第一环面
(4)
和第二环面
(5)
的外侧连接第一环面
(4)
和第二环面
(5)
并且沿涡轮孔
(3)
周向自外向内逐渐收缩的涡形面
(6)
,在计算机软件中创建所述涡旋流道
(2)
的三维几何模型,所述三维几何模型中包括一条所在平面垂直涡轮孔
(3)
轴线的圆弧线
(7)
,圆弧线
(7)
的圆心位于涡轮孔
(3)
轴线上,圆弧线
(7)
的圆弧角对应涡形面
(6)
所占周向范围,其特征在于:所述方法包括:计算机软件的造型过程中,先创建环绕涡轮孔
(3)
的第一初始环面
(11)
和第二初始环面
(12)
,然后使用计算机软件的一种由指定轨迹线引导单一成形截面在空间中移动生成三维几何的扫描造型功能,创建与第一初始环面
(11)
和第二初始环面
(12)
相接触的涡形面
(6)
,所述扫描造型功能指定所述圆弧线
(7)
作为扫描造型的轨迹线,所述扫描造型功能的成形截面中绘制的截面图元对应生成涡形面
(6)
,成形截面设置为沿所述轨迹线扫描造型时成形截面的绘制形状可变,分别将第一初始环面
(11)、
第二初始环面
(12)
之上与涡形面
(6)
的接触线外侧的部分裁除后得到第一环面
(4)、
第二环面
(5)
,第一环面
(4)、
第二环面
(5)
和涡形面
(6)
共同形成涡旋流道
(2)
的三维几何模型
。2.
如权利要求1所述的涡轮壳内部的涡旋流道的三维几何造型方法,其特征在于,使用计算机软件的旋转造型功能创建所述第一初始环面
(11)
和第二初始环面
(12)
,旋转造型功能的旋转中心线与涡轮孔
(3)
轴线重合
。3.
如权利要求1所述的涡轮壳内部的涡旋流道的三维几何造型方法,其特征在于,创建第一初始环面
(11)
和第二初始环面<...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁文
申请(专利权)人:无锡威孚高科技集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1