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1、第36卷第2期2010年4月火箭推進(jìn)JOURNALOFROCKETPROPUK$IONV01．36，No．2Apr．2010基于UG／GRIP的葉輪軸面流道的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)嚴(yán)俊峰(西安航天動(dòng)力研究所，陜西西安710100)摘要：運(yùn)用UG／GRIP技術(shù)對葉輪的軸面流道進(jìn)行參數(shù)化造型及校核，獲得了一種先進(jìn)的葉輪軸面流道參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，從而能夠及時(shí)、直觀地考察葉片的工作特性。同時(shí)可采用交互方式對葉輪設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行修改，增強(qiáng)了葉輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)能力，有利于提高葉輪的設(shè)計(jì)質(zhì)量。該方法不僅適用于泵的葉輪，
2、對于渦輪及壓氣機(jī)的葉輪等也同樣適用。關(guān)鍵詞：軸面流道；UG／GRIP；造型；內(nèi)切圓；過流面積中圖分類號(hào)：V434"．21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：(2010)02-0032-04TheCADofaxisflow-pathofimpellerbasedonUG／GRIPYanJunfeng(Xi'anAerospacePropulsionInstitute，Xi'an710100，China)AbfltI,llct：Inthispaper，anadvancedmethodofparameterizeddesi
3、gnforallaxisflow—pathofaimpellerisestablishedduringtheprocedureofthemodelingandcheckingofallaxisflow。。pathbymeansofUG／GRIPtechnology．Thismethodwillassistdesignerstochecktheaerodynamicqualitiesoftheimpellerimmediatelyanddirectly．Atthesametime，theparameters
4、canbemodifiedinman-neroftheinteractiveoperation．ItwillstrengthentheinteractivedesignfunctionoftheCADsystem．Themethodispracticallyusefulforimprovingthedesignqualityofimpeller．Thismethodalsocallbeusedinthedesignoftheturbineandcompressor．Keywords：axisflow-pa
5、th；UG／GRIP；modeling；inscribedcircle；crosssectionai'ea收稿日期：2009--08-04；修回日期：2009-11塒。作者簡介：嚴(yán)俊峰(1980_■，男，工程師，研究領(lǐng)域?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵。第36卷第2期嚴(yán)俊峰：基于UG／GRIP的葉輪軸面流道的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)330引言在傳統(tǒng)的葉輪水力設(shè)計(jì)中，第一步就需要把葉輪的軸面投影圖繪制出來【n，第二步是按一定的理論進(jìn)行葉片設(shè)計(jì)。由此可以看出，在葉輪的設(shè)計(jì)過程中，軸面流道的繪制及校核(即檢查軸面過流斷面的變化情況)是其中
6、重要的一環(huán)。傳統(tǒng)的軸面流道的繪制及校核一直采用手工的被動(dòng)辦法，即首先參考相近比轉(zhuǎn)速的葉輪或者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定葉輪軸面流道的輪廓，然后再繪制內(nèi)切圓，最后檢查過流斷面的面積。整個(gè)過程要經(jīng)歷反復(fù)的計(jì)算，修改，直至最終結(jié)果令人滿意為止。上述設(shè)計(jì)操作過程工作量大、工效低。另外由于人的主觀意識(shí)的存在，隨之帶來一些問題，諸如：計(jì)算精度低，存在一定的隨意性，人工繪圖中線形繪制不規(guī)范等等，無法適應(yīng)科技發(fā)展的需要12'1。為了在方案設(shè)計(jì)階段對不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比，并對葉輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要對子午面輪廓進(jìn)行參數(shù)化，形成知識(shí)工程。
7、目前一些基于行為建模技術(shù)的高端三維造型軟件，如UG、Pro／E、Solidworks等的造型分析功能非常優(yōu)秀，使用這些高端軟件來實(shí)現(xiàn)葉輪軸面流道的繪制及校核是一條捷徑。OpenGRIP是UG提供的二次開發(fā)工具，以子程序方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)交互操作，并提供用戶化和增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的UNI—GRAPHICS系統(tǒng)功能[31。將UG／OpenGRIP應(yīng)用于葉輪軸面流道的參數(shù)化造型及校核屬于開創(chuàng)性的工作，對幫助設(shè)計(jì)人員縮短工作時(shí)間，提高工作效率，認(rèn)識(shí)葉輪的特征，完善葉輪性能等有重要意義嘲。至于水力設(shè)計(jì)的第二步一葉片造型，可采用準(zhǔn)三
8、元理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于這一部分工作目前已有很多文獻(xiàn)做了詳細(xì)的論述嗍，本文不再贅述。1軸面流道的參數(shù)化造型在參數(shù)化造型技術(shù)方面，一是根據(jù)用戶自定義的輪轂、輪蓋形狀，校核過流斷面面積的造型法；二是根據(jù)給定的過流斷面面積分布規(guī)律進(jìn)行輪轂或輪蓋造型的造型法。本文采用第一種軸面流道造型方法，并對第二種造型方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼f明?？紤]一般情形，取輪轂半徑、頸部當(dāng)量半徑、輪轂傾角、頸部傾角、前蓋板出口半徑、后蓋板出口半徑、前蓋板傾角、后蓋板傾角、
