UG软件在逆向工程复杂曲面造型中的应用

UG软件在逆向工程复杂曲面造型中的应用

程少高;张颖;花争立;董恒;于婷婷;赵恒

【摘 要】针对三元叶轮叶片曲面的复杂性,采用具有复杂曲面造型功能的UG软件,运用UG软件中建模模块,采用B样条曲线及NURSB曲面综合运用进行三元叶轮建模,与传统的叶轮设计方法相比,该方法保证了叶轮实体造型的高精度性,并避免了实体在制造中所造成的误差或由于铸造引起的赘余,缩短了研发周期. 【期刊名称】《装备制造技术》 【年(卷),期】2011(000)005 【总页数】2页(P71-72)

【关键词】三元叶轮;曲面造型;UG软件 【作 者】程少高;张颖;花争立;董恒;于婷婷;赵恒

【作者单位】东北石油大学机械科学与工程学院,黑龙江大庆,163318;东北石油大学机械科学与工程学院,黑龙江大庆,163318;东北石油大学机械科学与工程学院,黑龙江大庆,163318;东北石油大学机械科学与工程学院,黑龙江大庆,163318;东北石油大学机械科学与工程学院,黑龙江大庆,163318;东北石油大学机械科学与工程学院,黑龙江大庆,163318 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术

《装备制造技术》 2011 年第 5 期 f、,1 、, 、.’、,、.‘‘,、.‘‘,、.’‘,、。叫；计算机与应用 ；。 、, 、√‘、,、√‘、,、.’、／、_’、,、√’、,、J UG

软件在逆 向工 程 复 杂 曲面造型 中的应 用程少高 ，张 颖 ，花争立 ，董 恒 ，于婷婷 ，赵 恒（东北石油大学 机械科学与工程学院， 黑龙江 大庆 163318 ）摘要 ：针对三元叶轮叶片曲 面的复杂性 ，采用具有复杂曲 面造型功能的 UG 软件 ，运用 UG 软件 中建模模块 ，采用 B样条曲线及 NURSB曲 面综合运用进行三元叶轮建模 ，与传统的叶轮设计方法相 比 ，该方法保证 了叶轮实体造型 的 高精度性 ，并避免 了实体在制造中所造成的误差或 由于铸造引起的赘余 ，缩短了研发周期。关键词 ：三元叶轮；曲 面造型 ； UG 软件中图分类号 ： TP391.7．文献标识码 ： A文章编号：1672-545X(2011 )05-0071-02软件在现代制造工业的复杂 曲面模型建立中， 占据着重要的地位。 在三元叶轮的逆向制造的建 模中，起着核心作用。 UG 与逆向工程的结合运用 ，将 原有实物进行实物化到数字化的转变 （ 将实体变为 三维坐标的数据点 ） 【 ”， 为 UG 建模提供了数据支持 ，同时为叶轮的创新设计与新式叶轮的研发 ， 提供 了可靠的平台。1 三元叶轮模型数据的导入根据逆向工程相关理论 ，进行实体数据测量 ，应 用测量仪对实体的各部位进行测量记录 ， 建立初级 数据库。由于测量仪测得的数据一般不能被直接应用 ，要根据测量仪的输出文件得到其对应的 IGES 格式文件翻。数据导人前 ，要进行数据处理 ，其 目的首先是除去模型 中冗余的数据点 ， 保留能够重构 出 CAD 模型的数据量 ； 其次是对噪声点进行过滤 以及对坐 标的可行性变换网在数据向 UG 软件中导人前 ，要以 Windows 记事本为工具 ，将数据的输人格式改为“XC空格 YC空格 ZC空格 ” ，其扩展名为“.dat ” 。 2三元叶轮的 UG 建模 2.1叶片截面曲线建立将数据导人 UG 软件中，在导人过程 中根据所建 模型的顺序 ，选择数据的排列顺序。 每个数据组的导 人 ，都将成为一个叶片的闭合截面线 ，每一条闭合曲 线的保真性与光顺性 ， 都将决定叶片模型建立 的难 易 ， 以及后续建模的效果。 引入 B 样条曲线时 ，要注意曲线的阶次。 样条曲线的阶次 ，是 由 B 样条曲线数学定义中所取的基函数所决定【 4】对于叶片这样三维扭曲曲

面 ，为了保证其光顺性及精度 ，其截面线一般 选用三阶次。 根据叶片的大小以及叶片的复杂程度 ， 决定 出截面曲线条数 ，条数越多 ，建出的叶片就越接 近实体 ； 但是 曲线过多 ，反而会造成计算量大 ， 叶片 的表面出现不必要的凹 凸起浮。 对于一次建模 ，本文 采用 3 条闭合曲线 ，导人曲线如图 1 所示。图 1 叶片截面闭合曲线 2.2 叶片曲面建立UG软件中曲面的建立 ，有 3 种方法 ：基于点 、基于 B 样条曲线和基于曲面。基于点的构造法 ，要根据点云建立曲面 ，需要的 点分散且要求点的数量很多 ， 这对大面积的曲面来 说不合适。而曲面法则主要用于曲面之间的拼接。 对于通过逆向工程获得的只有数据的叶片来说 ， 采用参数化 B 样条曲线法更为合理。通过闭合曲线的 桥接创建曲面 ，在片体的两侧建立两个缝合面 ，缝合 成实体。 曲线拟合时要注意 B 样条曲线矢量方向要一 致 ，否则将会出现错误 ，或是叶片将成螺旋状。 曲面的参数方向要注意 U 向或 V 向的选择 ，通 常曲面的引导方向是 U 向， 曲面的截面方向为 V 向。 对此本文选 择 了 V 向 ， 所得 到 的 叶片 模 型 如 图 2 收稿 日期 ： 2011-02-20基金项目：国家大学生创新性实验计划资助项 目( 091022017)作者简介 ： 程少高(1989-) ，男 ，黑龙江青冈人，在读本科生 ，主要从事 CAD/CAM 研究 ； 张 颖(1972-) ：男 ，黑龙江北安人 ，副教授，博士 ，主要从事过程流体机械的研究与教学工作。 71 f、,1、,、.’、,、.‘‘,、.‘‘,、.’‘,、。叫、√‘、,、√‘、,、.’、／、_’、,、√’、,、J文章编号：1672-545X(2011中， 占据着重要的地位。 在三元叶轮的逆向制造的建模中，起着核心作用。 UG 与逆向工程的结合运用 ，将原有实物进行实物化到数字化的转变 （ 将实体变为三维坐标的数据点 ） 【 ”，为UG建模提供了数据支持 ，可靠的平台。 1三元叶轮模型数据的导入根据逆向工程相关理论 ，进行实体数据测量 ，应用测量仪对实体的各部位进行测量记录 ， 建立初级数据库。是除去模型 中冗余的数据点 ， 保留能够重构 出 CAD模型的数据量 ； 其次是对噪声点进行过滤 以及对坐标的可行性变换网空格”，其扩展名为