基于UG∕GRIP的叶轮轴面流道的计算机辅助设计

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1、第36卷第2期2010年4月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPUK$IONV01．36，No．2Apr．2010基于UG／GRIP的叶轮轴面流道的计算机辅助设计严俊峰(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：运用UG／GRIP技术对叶轮的轴面流道进行参数化造型及校核，获得了一种先进的叶轮轴面流道参数化设计方法，从而能够及时、直观地考察叶片的工作特性。同时可采用交互方式对叶轮设计参数进行修改，增强了叶轮计算机辅助设计系统的交互设计能力，有利于提高叶轮的设计质量。该方法不仅适用于泵的叶轮，

2、对于涡轮及压气机的叶轮等也同样适用。关键词：轴面流道；UG／GRIP；造型；内切圆；过流面积中图分类号：V434"．21文献标识码：A文章编号：(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埘。作者简介：严俊峰(1980_■，男，工程师，研究领域为发动机涡轮泵。第36卷第2期严俊峰：基于UG／GRIP的叶轮轴面流道的计算机辅助设计330引言在传统的叶轮水力设计中，第一步就需要把叶轮的轴面投影图绘制出来【n，第二步是按一定的理论进行叶片设计。由此可以看出，在叶轮的设计过程中，轴面流道的绘制及校核(即检查轴面过流断面的变化情况)是其中

6、重要的一环。传统的轴面流道的绘制及校核一直采用手工的被动办法，即首先参考相近比转速的叶轮或者根据经验确定叶轮轴面流道的轮廓，然后再绘制内切圆，最后检查过流断面的面积。整个过程要经历反复的计算，修改，直至最终结果令人满意为止。上述设计操作过程工作量大、工效低。另外由于人的主观意识的存在，随之带来一些问题，诸如：计算精度低，存在一定的随意性，人工绘图中线形绘制不规范等等，无法适应科技发展的需要12'1。为了在方案设计阶段对不同的设计方案进行对比，并对叶轮进行优化设计，需要对子午面轮廓进行参数化，形成知识工程。

7、目前一些基于行为建模技术的高端三维造型软件，如UG、Pro／E、Solidworks等的造型分析功能非常优秀，使用这些高端软件来实现叶轮轴面流道的绘制及校核是一条捷径。OpenGRIP是UG提供的二次开发工具，以子程序方式实现系统交互操作，并提供用户化和增强标准的UNI—GRAPHICS系统功能[31。将UG／OpenGRIP应用于叶轮轴面流道的参数化造型及校核属于开创性的工作，对帮助设计人员缩短工作时间，提高工作效率，认识叶轮的特征，完善叶轮性能等有重要意义嘲。至于水力设计的第二步一叶片造型，可采用准三

8、元理论进行设计。由于这一部分工作目前已有很多文献做了详细的论述嗍，本文不再赘述。1轴面流道的参数化造型在参数化造型技术方面，一是根据用户自定义的轮毂、轮盖形状，校核过流断面面积的造型法；二是根据给定的过流断面面积分布规律进行轮毂或轮盖造型的造型法。本文采用第一种轴面流道造型方法，并对第二种造型方法进行适当的说明。考虑一般情形，取轮毂半径、颈部当量半径、轮毂倾角、颈部倾角、前盖板出口半径、后盖板出口半径、前盖板倾角、后盖板倾角、