基于Pro/E的螺旋桨三维模型设计研究

本文研究基于Pro/E的螺旋桨三维模型设计，利用螺旋桨螺旋曲面生成原理及Pro/E强大的三维曲面造型功能，充分发挥Pro/E的特点进行螺旋桨三维模型的建立。研究表明，此建模方法摒弃了传统建模过程中繁琐的坐标变化，建模直观、便于修改、可塑性强。     

船用螺旋桨的逆向建模研究

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。     

基于Fluent的导管螺旋桨近海海域推力特性计算

针对近海潜器中导管螺旋桨的推力特性研究,提出了根据速度场,利用半隐式求法,求解压力耦合方程组,进而求得螺旋桨的推力特性的思路。重点阐述了控制方程的求解,通过雷诺应力模型,结合导管螺旋桨的三维坐标,利用压力耦合方程组的半隐式的求法,得到速度场和压力云图。最终得到了近海潜器导管螺旋桨的推力特性。为近海海域利用导管螺旋桨推动的潜器控制设计提供参考     

双叶等距木质螺旋桨的三维建模与数控加工

提高小型无人机关键部件木制螺旋桨的设计建模与加工质量非常关键.基于某型号无人机螺旋桨的研制实践,分析螺旋桨木质材料的选择,阐述其三维建模技术,介绍木工数控铣床以及木工数控加工工艺的特点,研究了某型螺旋桨的数控加工方法以及应采取的表面防护措施.产品检验和飞行实践证明螺旋桨加工质量得到了明显的提高.     

小型无人机木质螺旋桨的三维建模与数控加工

提高小型无人机关键部件木制螺旋桨的设计建模与加工质量非常关键,基于某型号无人机螺旋桨的研制实践,分析了螺旋桨木质材料的选择、阐述了其三维建模技术、介绍了木工数控铣床、以及木工数控加工工艺的特点,研究了某型螺旋桨的数控加工方法以及应采取的表面防护措施。产品检验和飞行实践证明了螺旋桨工艺加工质量得到了明显地提高。     

基于CFD的螺旋桨敞水性能数值分析与验证

根据螺旋桨的投影原理及其型值参数,建立螺旋桨的三维模型。运用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)理论,采用分区混合网格方案,结合雷诺时均纳维斯托克斯(Reynolds-averagednavier-stokes,RANS)方程和三种不同的湍流模型对螺旋桨三维粘性流动进行数值模拟。所采用的网格划分方法具有网格数量少、质量高的特点。计算结果得到螺旋桨的推力系数、转矩系数以及尾流场的速度、压力分布等水动力特性参数,预报值与试验数据吻合较好,验证了数值方法的正确性,且说明雷诺应力模型(Reynolds stress model,RSM)这种湍流模型更适合螺旋桨粘性流场的数值计算,具有较高的预报精度,为复杂旋转机械粘性流场计算中湍流模式的选取提供参考意见。通过对螺旋桨敞水性能的分析,得到螺旋桨粘性流动所特有的流动分离、梢涡的形成与结构以及尾流场等一些重要现象和特征,为螺旋桨噪声、振动的研究和新型高效推进器的设计提供理论指导和技术支持。     

CFD在计算船舶螺旋桨敞水性能中的应用研究

对流场中螺旋桨的敞水性能进行研究。利用Pro/E软件对螺旋桨进行三维建模,通过剖面坐标转换绘出桨叶的剖面型线,利用创建实体功能得到螺旋桨实体模型。用CFD软件对螺旋桨在不同进速系数下的推力系数、转矩系数以及推进效率进行模拟,并且对三种湍流模型的计算结果进行比较分析。对采用Fluent软件计算螺旋桨敞水性能的过程进行详细介绍,并给出敞水性能曲线的计算结果。与试验结果的比较分析表明,数值模拟的结果可以满足工程应用要求。     

螺旋桨三维积冰对气动特性影响的数值研究

为提高中小型无人机在螺旋桨结冰条件下的飞行能力,降低积冰对气动性能的危害,对比分析了其在不同速度采用考虑离心力的旋转部件欧拉-欧拉法两相流模型及旋转表面薄水膜流动三维积冰模型,对螺旋桨表面积冰进行三维数值模拟研究.对2714型螺旋桨进行了速度-转速匹配,对比分析了不同速度-转速匹配下对螺旋桨表面积冰的影响,以及螺旋桨积冰的流场分布情况和结冰前后螺旋桨设计点后方空间的速度变化,并引申到螺旋桨推力的变化.研究结果表明:随着速度-转速的增大,积冰量和冰层厚度增大,积冰轮廓向下游发展成角状冰;结冰后螺旋桨表面附近流场变得更加紊乱,尤其形成角状冰后出现明显的回涡流.结冰后螺旋桨设计点后方气流速度减小,推力随之下降,气动性能受到影响.     

基于Pro／E的螺旋桨曲面建模方法

结合螺旋桨结构特点及Pro／E功能特点,提出了一种螺旋桨桨叶建模的新方法。该方法采用Pro／E软件的曲线创建、缠绕及曲面创建合并等工具,实现直观的建模,摒弃了传统繁琐的三维坐标变换,并在建模过程中对原始设计数据进行检查,及时修正数据错误,可快速得到螺旋桨桨叶的三维实体模型。最后,实例验证了新方法的有效性和可行性。     

船用螺旋桨叶片砂带磨削加工自动编程技术研究

介绍了自由曲面数控加工编程技术的国内外研究现状。根据船用螺旋桨叶片砂带磨削的加工特点,将螺旋桨叶片砂带磨削加工自动编程系统划分为五个功能模块,研究了砂带磨削加工刀具轨迹的生成过程。     

基于Pro／E的螺旋桨设计与实体建模

螺旋桨是船用推进器中应用最广的一种。对螺旋桨的参数计算设计思路以及实体建模方法进行了详细介绍,为螺旋桨的初学设计人员提供了一般性的思路,便于依据实际参数要求,便捷地设计螺旋桨和运用Pro／E软件进行螺旋桨的三维实体建模。     

大型船用螺旋桨自适应加工方法研究

针对具有自由曲面的大型船用螺旋桨铸造毛坯表面体积大,加工余量大,加工耗时长的问题,结合五轴铣磨复合加工机床提出了一种基于三维扫描的螺旋桨余量自适应加工方法。首先,利用三维扫描仪获得螺旋桨扫描数据,并利用算法进行理论模型与扫描数据的对比;然后,对匹配后的模型进行余量提取,依据模型余量规划螺旋桨加工轨迹线,并应用于螺旋桨叶片铣磨复合加工算法;最后,依据加工理论进行了螺旋桨加工实验并进行了检验。     

某小型无人机螺旋桨静强度分析

螺旋桨作为无人机上的重要承载部件,性能直接影响无人机的安全.为研究桌小型无入机螺旋桨使用时的安全性,提出了一种简化的螺旋桨载荷分析方法,应用ANSYS分析软件对螺旋桨进行数值模拟,得到了螺旋桨叶的应力和应变响应.计算结果表明某小型无人机的桨叶静强度满足设计要求.     

螺旋桨叶轮逆向造型与加工

螺旋桨叶轮是实现船舶推进的重要零件,由桨叶和浆毂组成。通常叶片的型面数据是依据非定常三维黏性流体模型进行复杂的数值计算,并经试验修正后得到的。     

利用UG/GRIP构建螺旋桨三维数字模型

在分析螺旋桨桨叶型面特征的基础上,利用VC和UG的二次开发工具UG OPEN GRIP编制了螺旋桨三维数字化模型的建模系统.该系统可根据螺旋桨几个基本特征参数进行参数化建模.桨叶曲面为非均匀有理B-样条曲面,达到了桨叶曲面的精度要求.     

航空螺旋桨振动特性仿真分析方法研究

基于循环对称结构模态分析理论,建立了螺旋桨整体结构振动特性仿真分析方法.选取某两桨叶定距航空螺旋桨为分析对象,在ANSYS软件中建立起螺旋桨整体结构振动特性分析的三维有限元模型.首先计算结构在不转动工况下的固有振型和频率,然后计算其在常用转速工况下离心、气动载荷同时作用时的振型和频率.分析计算结果,发现螺旋桨整体结构同一阶次频率下存在对称型和反对称型振型,但不能同时出现,呈现量子态特点;并得到外载荷对振型、频率的影响规律以及共振曲线.该方法大大降低了求解规模,可应用到其他多桨叶、变距螺旋桨整体结构振动特性的工程计算中去.     

螺旋桨前掠翼模型气动特性数值模拟

前掠翼与串置翼各自具有独特的气动和结构优势,螺旋桨滑流对其的气动影响作用需要分析研究。基于一种螺旋桨动力串置前掠翼布局模型,螺旋桨直径0.232 m,应用UG和ICEM CFD软件,划分大小流动区域并考虑壁面粘性附面层特点,构建三维模型的结构/非结构混合网格模型。应用FLUENT软件,对无螺旋桨时模型的低速纵向气动力进行数值模拟,在飞行马赫数0.3和5°攻角时模型升阻比获得最大为7。在最大升阻比状态下,考虑前置螺旋桨工作的影响,数值模拟螺旋桨滑流作用下模型的低速气动力特性,螺旋桨转速24638r/min,发现旋转滑流对前后翼都有降低绕流逆压梯度作用,前翼和后翼压差载荷均有所增大,模型总体升力相应提高。     

自重构螺旋桨的机构设计及其水动力性能分析

针对目前普通螺旋桨推进效率偏低等问题,突破传统螺旋桨的设计理念,提出并设计一种新型的自重构螺旋桨,其桨叶能够根据划水的需要自动开闭。对所设计的自重构螺旋桨的结构进行综合分析,通过螺旋桨浆叶构态的分析,给出三种变形构态。假设螺旋桨在理想流体中匀速旋转,运用流体力学理论经过进一步推导得到桨叶运动轨迹,对自重构螺旋桨机构进行运动分析。根据新型螺旋桨系统的结构特点和工作原理,基于升力线理论和叶元体理论对其诱导速度、推力和转矩分别进行研究,建立自重构螺旋桨的水动力性能理论分析模型,并进行数值仿真。计算自重构螺旋桨的效率,与传统船舶用螺旋桨的敞水性能进行对比研究,研究结果证明了新型的自重构螺旋桨的优越性。     

基于VB.NET的船用螺旋桨自动建模方法研究

船用螺旋桨形状复杂,为满足快速、精确建模的要求,提出一种基于VB.NET编程语言的螺旋桨三维自动建模方法。基于桨叶切面基础数据,推导桨叶型值点数学转换公式。利用Excel完成桨叶切面基础数据和桨毂数据的存储与读取。研究螺旋桨建模方法,对CATIA进行二次开发,集成型值点导入、曲面建模、实体填充等建模流程。基于VB.NET语言将上述操作程序化,设计界面友好的螺旋桨自动建模软件。利用该软件完成桨叶的自动建模,并进行光顺性检查和模态分析。这里建立的螺旋桨自动建模方法简单高效,能够避免传统几何建模方法的手工操作量大、易出错的缺点。     

水下矢量推进器的动力学分析

基于一种新型的深海螺旋桨矢量推进器,对其受力进行了分析和工程上的简化,建立了其动力学模型,并应用ADAMS软件进行了动力学的仿真与分析,得到了该推进器的动力学特性,为进一步的研究提供了基础。考虑到柔性轴系对整机性能的影响,将对螺旋桨轴进行柔性化处理,研究结果表明,柔性螺旋桨轴对系统动力学特性的影响非常明显。