基于proe的屏蔽電泵三維造型與機(jī)構(gòu)仿真

2013-05-03 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來(lái)源:仿真在線

關(guān)鍵字: proe二次開發(fā) proe環(huán)境 proe平臺(tái) proe軟件 ProE proengineer

內(nèi)容摘要:在分析屏蔽電泵造型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,介紹了基于proe平臺(tái)的屏蔽電泵二次開發(fā)過程,詳細(xì)說(shuō)明了主要部件三維實(shí)體造型方法,以及整個(gè)泵的裝配和機(jī)構(gòu)仿真的全過程,摒棄了泵的傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)方法,大大提高了設(shè)計(jì)效率,為泵三維CAD/CAM提供了強(qiáng)有力的工具,具有廣闊的應(yīng)用前景。

0前言

隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的飛速發(fā)展,泵CAD技術(shù)在我國(guó)取得了巨大的進(jìn)步。但是由于泵內(nèi)部流動(dòng)及其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,現(xiàn)有的泵水力設(shè)計(jì)大部分還尚未完全融人三維實(shí)體模型可視化技術(shù)。無(wú)論是有限元分析、數(shù)控加工等,都需要提供三維造型數(shù)據(jù)模型。很顯然,這種用2D工程圖來(lái)描述3D產(chǎn)品模型的假三維造型的做法,已不能滿足現(xiàn)代CAD與CAM的需要。

本研究利用proe實(shí)現(xiàn)了屏蔽電泵的各零件的實(shí)體造型和組件裝配,并對(duì)整個(gè)泵的運(yùn)動(dòng)干涉過程進(jìn)行研究。

1屏蔽電泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

屏蔽電泵的基本結(jié)構(gòu),如圖1所示。

基于proe的屏蔽電泵三維造型與機(jī)構(gòu)仿真

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和泵的葉輪固定在同一根軸上,定子內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子外表面裝有用非磁性耐腐蝕金屬薄板做成的屏蔽套,另外,在各自的側(cè)面用耐腐蝕的金屬厚板與其焊接密封起來(lái),使定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯不與輸送液體接觸,以避免浸蝕。

2屏蔽電泵主要零件的設(shè)計(jì)

2. 1葉輪的設(shè)計(jì)

葉輪是整個(gè)泵的關(guān)鍵部件,目前,葉片水力設(shè)計(jì)CAD的輸出結(jié)果,一般仍然是給出二維的葉片木模圖,這種方法制造精度差。因此本研究根據(jù)葉輪水力設(shè)計(jì)原則,選擇VC十+為開發(fā)工具,以Pro/ E為平臺(tái),開發(fā)一個(gè)CAD軟件,創(chuàng)建一個(gè)proe接口模塊,將其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成proe接受的數(shù)據(jù)文件格式,就可生成三維模型。proe所支持的數(shù)據(jù)文件是后綴名為ibl的文件,具體內(nèi)容為:

基于proe的屏蔽電泵三維造型與機(jī)構(gòu)仿真

其中,數(shù)字部分第I行是點(diǎn)坐標(biāo)的編號(hào),編號(hào)右邊依次是直角坐標(biāo)的X,Y,Z坐標(biāo)值C

根據(jù)葉片軸面流線分點(diǎn)坐標(biāo)和方格網(wǎng)包角變換法繪型原理可知,每個(gè)分點(diǎn)都可用柱面坐標(biāo)形式表示(y,θ,x),將柱面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo),即為( ycosθ, ysinθ, x )。因此,將軟件系統(tǒng)計(jì)算得到的型值點(diǎn)數(shù)據(jù)通過文件輸出模塊以文本格式(* . IBL文件)保存起來(lái),即轉(zhuǎn)化成proe所支持的數(shù)據(jù)文件格式。

生成接口文件后,通過選擇 proe軟件中的"插人(inset)"-"基準(zhǔn)(datum )"-"曲線(curve )"-"來(lái)自文件(from file ) ",選擇proe系統(tǒng)中的一個(gè)坐標(biāo)系,然后選擇上面保存的葉片型值點(diǎn)文件"* . IBL" ,即可將葉片型值點(diǎn)數(shù)據(jù)輸人到proe中,并自動(dòng)連成曲線。將此3條曲線看作是葉片工作面上的3條流線。曲線形成后,即可運(yùn)用proe的邊界混合Boundarie。工具,將所形成的葉片流線連成曲面,如圖2所示。

用同樣的方法可生成背面曲面。葉片與前后蓋板的貼合面均是回轉(zhuǎn)面的一部分。以葉片與前蓋板的貼合面為例,將前蓋板流線繞葉輪軸旋轉(zhuǎn)3600,即得前蓋板回轉(zhuǎn)面。利用CAD軟件的曲面裁剪功能,將前蓋板回轉(zhuǎn)面與葉片自由曲面體進(jìn)行相應(yīng)的剪裁(Trim)即可得葉片與前蓋板的貼合面。同理,可以生成葉片與后蓋板的貼合面。葉片的工作面、背面、與前后蓋板的貼合面、進(jìn)水邊面和出水邊面在空間形成一個(gè)封閉的空間曲面體二采用實(shí)體造型的邊界表示法,將該封閉的曲面體生成最終的三維實(shí)體(即葉片體)。在對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)后陣列,即可得到其他的葉片,如圖3所示。

基于proe的屏蔽電泵三維造型與機(jī)構(gòu)仿真