葉輪三維模型設(shè)計(jì)及研究
1.葉片三維建模
將之前的到葉片曲面云點(diǎn)導(dǎo)入Pro/E，使用其曲面生成命令中的通過點(diǎn)”，選擇“補(bǔ)片類型”為“單個(gè)，然后選擇“在多邊形內(nèi)的對(duì)象成鏈”，用多邊形將一些離散點(diǎn)包括在內(nèi)，*終的到葉片曲面如圖8-25所示。圖8-26是葉片曲面的網(wǎng)格圖。
 

圖8-25  葉片曲面片體

圖8-26 葉片曲面網(wǎng)格圖

上文已經(jīng)論述了葉片加厚的基本原理，此不敖述。這里使用"偏置曲面”命令，選擇葉片曲面進(jìn)行曲面的偏置。偏置曲面的方式有“測(cè)量”“公式”、“函數(shù)”，“參考”，使用“函數(shù)”方式，可以更加逼近真實(shí)情況。我們采用較為簡(jiǎn)便的方式，即均勻加厚2mm的方法，偏置出的曲面如圖8-27所示。
圖8-27葉片曲面與葉片偏置曲面
由于CFD模擬需要精確的三維模型，必須使葉片與偏置曲面完全貼合前后蓋板尺寸。使用“延伸”功能，使葉片曲面及偏置曲面完全相反方向各延伸一段適當(dāng)?shù)木嚯x，出口邊處也延伸一段距離。之后，用前后蓋板流線旋轉(zhuǎn)成的片體對(duì)兩個(gè)曲面進(jìn)行修剪。調(diào)用“樣條”命令中的“擬合”功能，將事情先存成“.dat"文件的前后蓋板流線數(shù)據(jù)點(diǎn)調(diào)入，接著將這兩條流線旋轉(zhuǎn)成體，用生成的片體來修剪葉片曲面，如圖8-28所示。用同樣的方法修剪出口邊，這樣就可以很好地保證葉片與輪轂和輪蓋尺寸的完全貼合。
修剪好的葉片曲面與偏執(zhí)曲面用四個(gè)直紋面連接，使用”縫合“功能將這六個(gè) 面縫合在一起成為厚度為2mm的葉片實(shí)體。在葉片進(jìn)口處，進(jìn)行邊倒圓，*后陣列成數(shù)量為六片的葉片組。葉片的三維造型完成。

圖8-28修剪片體    圖8-29    葉片陣列 

2輪轂、輪蓋的三維造型
將先前擬合成的前后蓋板流線“回轉(zhuǎn)”成實(shí)體。兩條流線“回轉(zhuǎn)”成實(shí)體的方法略有不同。先將前蓋板線“回轉(zhuǎn)成片體，接著使用”加厚“命令給前蓋板加上一定厚度，這樣前蓋板成為具有一定厚度的實(shí)體。而后蓋板無法使用同樣的方法進(jìn)行加厚，需使用另一種方法進(jìn)行造型。首先將后蓋板流線用“偏置曲線”命令向下偏置出一條曲線，然后端點(diǎn)連接，成為一個(gè)封閉的圖形，*后將此圖形“回轉(zhuǎn)”成實(shí)體，*終的結(jié)果如圖8-30所示。
*后將葉片和前后蓋板用“求和”命令組合在一起。如圖8-31是隱去前蓋板后的顯示效果。
 

圖8-30  葉輪實(shí)體   圖8-31隱去前蓋板的葉輪實(shí)體