基于三维激光点云的船用螺旋桨变形分析

传统采用螺距仪的测量方式效率低且准确性有待提高,为了准确获取船用螺旋桨的变形情况,提出一种使用三维激光扫描仪对其测量并进行变形分析的方法。在获取多视角的三维激光点云数据后,先进行裁剪去噪的预处理,然后对点云进行基于改进的SAC-IA粗拼接和K-D Tree加速处理的ICP精拼接,并对拼接精度进行分析,最后在CATIA软件中对比基于点云建模拟合的模型与原设计模型,得到船用螺旋桨直观且具体的变形情况,验证了该方法的可行性。

基于Matlab与NX的船用螺旋桨自动建模方法

为了对复杂曲面船用螺旋桨进行快速便捷的自动化建模,本文提出了基于Matlab与NX的船用螺旋桨三维自动建模方法。以JQ-5-81型螺旋桨为例,利用Matlab对型值点进行计算、转换与存储,并使用C++语言对NX进行二次开发,实现螺旋桨的自动化建模,对螺旋桨进行光顺性分析,同时通过Fluent软件对水动性能进行分析。分析结果表明,自动化建模的螺旋桨光顺性较好,敞水效率与图谱提供实验值的最大误差在6%以内,螺旋桨压力分布合理,证明了模型的准确性及可行性,极大的提升了螺旋桨的建模速度。该研究为螺旋桨性能改进提供了参考依据。

船用螺旋桨的创新发展与应用

随着科学技术创新的不断进步,我国船舶工业将推进高质量发展,作为船舶动力核心的船用螺旋桨直接决定了船舶行驶,拥有了先进的螺旋桨,意味着掌握了造船最核心的技术。本文概述了船用螺旋桨的发展及作用,并对船用螺旋桨按照普通螺旋桨、节能螺旋桨、特种螺旋桨三大类分别做了详细介绍,基于国家“十四五”规划及远景目标,结合船舶工业绿色环保转型,明确了未来船用螺旋桨的设计制造和发展方向。

基于MATLAB与CATIA船用螺旋桨建模研究

通过分析螺旋桨的几何特征,依据MATLAB编程语言实现桨叶不同半径处三维型值点计算。同时,为提高不同半径处桨叶曲面连接光顺性,对相邻半径处曲面变化较大处增加半径条数,通过样条插值方法插值增加半径处的三维型值点数据,并将三维型值点以CATIA平台识别的特定格式文件输出,快速完成螺旋桨三维模型的绘制。结果表明:该方法减少了繁琐的计算与数据整理工作,提高了螺旋桨曲面光顺性与三维建模效率。

基于UG的系列船用螺旋桨三维建模和数控编程技术研究

螺旋桨是一类复杂的自由曲面零件,根据螺旋桨的主要设计数据和叶切面的投影原理,以VC++和UG的二次开发工具UG/Open Grip为工具开发了船用螺旋桨的参数化建模系统。在此基础上,针对螺旋桨数控编程工作目前存在的问题,将知识工程技术引入螺旋桨的数控编程中,构建了螺旋桨的广义知识库和加工知识模板。运用知识推理进行螺旋桨的加工工艺决策;并且在UG的平台上,通过二次开发技术完成了船用螺旋桨的自动数控编程系统的开发,实现了船用螺旋桨CAD/CAM系统的集成化、自动化和智能化。

基于UG二次开发的船用螺旋桨参数化建模方法与实现

船用螺旋桨的建模方法是将二维初始型值点导入通用CAD软件,通过多步操作得出三维空间数据,完成整个造型过程.这种方法不但操作繁琐,而且效率低.在研究了船用螺旋桨参数化建模方法的基础上,采用对UG进行二次开发的方法,编制出船用螺旋桨参数化建模的功能模块.通过给定船用螺旋桨的主要几何参数,计算出初始型值点,进行坐标变换,将其从平面坐标系还原到空间真实位置.另外给出桨叶叶梢缺失部分数据的NURBS拟合补充方法,并在进行光顺处理后,最终生成船用螺旋桨的三维模型.

圆柱形刀具侧铣船用螺旋桨原理与方法

针对船用螺旋桨设计时给出的切面型值点,采用三次均匀B样条拟合技术,得到了螺旋桨叶面和叶背的拟合曲面.针对目前螺旋桨加工中存在的加工精度和效率较低、需多次装夹、适用范围有限等缺点,在分析螺旋桨桨叶曲面特征的基础上,提出了基于圆柱形刀具二阶密切加工螺旋桨的方法.采用这种方法,工件只需一次装夹,即可完成全部表面的加工;同时由于刀具与桨叶曲面保持二阶密切,在保证加工精度的前提下可以显著提高加工效率.该法尤其适用于大盘面比螺旋桨的加工.

船用螺旋桨的逆向造型方法与研究

本文详细介绍了船用螺旋桨的三维实体逆向造型方法,包含了点云采集、模型重构以及偏差检验的全部过程。对逆向工程应用于复杂型面的重构进行了深入的探索和研究,为类似的复杂型面零件的造型提供了很好的思路。

基于CATIA的船用螺旋桨三维建模方法

针对船用螺旋桨三维外形较复杂的特点,提出一种基于CATIA平台的坐标变换的船用螺旋桨三维建模方法,给出由叶切面局部坐标系到全局坐标系的变换公式,采用Excel快速完成数据处理,用VB.net语言对CATIA进行二次开发,完成桨叶曲面型值数据的读取与批量导入,最终快速得到螺旋桨三维模型,该方法柔性好、效率高,可以根据不同设计参数快速得到对应的螺旋桨三维模型,并对模型进行优化处理。

船用螺旋桨负载动态实验仿真装置研究

介绍了动态仿真船用螺旋桨负载的总体方案并给出了一种仿真装置。该装置能仿真螺旋桨在各种工况下的静、动态特性 ,为推进电机提供逼真的轴负载。装置的主体为转矩随动系统 ,其反馈转矩的测量采用了转矩传感器。文章以某深潜救生艇的螺旋桨负载为研究对象 ,建立了系统的数学模型 ,设计了转矩随动系统 ,利用设计的装置进行了综合仿真 。

船用螺旋桨砂带磨削表面质量的试验研究

通过正交试验研究了磨削参数对船用螺旋桨叶片表面粗糙度的影响。讨论了砂带粒度、砂带线速度、接触轮硬度、磨削深度和磨削进给速度对表面粗糙度的影响规律。分析了砂带粒度和磨削深度对磨削后残余应力的影响。研究结果表明:砂带粒度对表面粗糙度的影响最大,在合适的磨削参数下可获得最佳表面粗糙度;砂带弹性磨削的特点使螺旋桨表面形成残余压应力;砂带粒度越小,残余压应力越小;随着磨削深度的增加,残余压应力不断增大。

船用螺旋桨叶片五轴联动砂带磨削方法研究

针对大型船用螺旋桨叶片型面的高精度抛光打磨难题,基于零件的结构特点与加工要求提出了一种五轴联动数控砂带磨床磨削加工手段。为极力减小桨叶型面的波纹度,根据零件的三维几何模型设计了一种适应于该零件型面特点的连续加工轨迹线,加工过程中为避免接触轮与桨叶底盘发生碰撞,提出了一种动态调整磨削工具位姿的方法。最后,进行了相关实验,磨削后桨叶型面的尺寸精度偏差低于0.095mm且表面粗糙度降低明显,整体加工效果优于手工磨削,较高程度上提高了桨叶型面的磨削质量与效率。

基于逆向工程的船用螺旋桨数字化检测方法

针对传统螺旋桨检测方法操作困难、效率低、检测精度差等问题,采用三维激光扫描仪对船用螺旋桨进行测量并获得完整的三维点云数据,利用CATIA软件对点云数据进行预处理,对处理后的点云进行模型重建得到满足精度要求的曲面,对重建的螺旋桨模型与设计模型进行偏差分析,得到桨叶上各点的偏差值,通过该方法可以实现船用螺旋桨的数字化检测。

船用螺旋桨加工工艺及数控编程技术研究

结合不同类型船用螺旋桨的加工工艺特点和企业加工技术现状,在进行螺旋桨数控加工工艺研究的基础上,针对企业如何在最短的时间内编制出可靠、高效的数控程序这一问题,以UG的CAM模块为平台,以UG OPEN/API和高级编程语言VC++为主要开发工具,在模块化软件开发思想的指导下,将CAM系统所包含的各类参数设置、刀轨计算和后处理等功能集成起来,实现了船用螺旋桨数控编程的集成化、自动化和智能化。

一种求解船用螺旋桨最佳径向环量分布的方法

研究了基于改进升力线模型和改进粒子群优化算法的船用螺旋桨最佳径向环量分布的求解方法。在升力线理论中计入了螺旋桨在轴向、周向和径向诱导速度的影响,通过迭代计算满足自由涡线的"涡线方向与当地流场方向保持一致"的运动学边界条件,获得变形的自由涡线,使改进的升力线模型适用于包括重载工况在内的多种螺旋桨工作状态下最佳环量分布的求解。改进了一种基于变异策略的粒子群优化算法,以此人工智能优化方法代替传统的变分法,寻优得到船用螺旋桨最佳径向环量分布。针对不同的求解条件,给出了相应的计算结果及讨论。计算结果表明,该最佳环量分布的求解方法是可行、有效和正确的。

大型船用螺旋桨悬挂式高精度静平衡机研究与实验

针对大型船用螺旋桨传统的平衡轴挂重法的弊端,介绍了一种适合大型船用螺旋桨的悬挂法立式静平衡检测方法,并且开发出了以静压球面轴承的油浮理论为基础和采用汽缸检测不平衡度的高精度平衡机。给出了该静平衡机的结构原理,研究了悬挂系统、定心系统、悬浮系统和控制系统的基本构成和工作方式,对静压球面轴承进行了受力分析,并且阐述了悬挂法立式静平衡机的工作过程。经过实验证明该新型静平衡机性能稳定、检测方便、检测精度高,完全达到大型船用螺旋桨的静平衡检测要求。

船用螺旋桨理论研究的发展与方向

结合近代船用螺旋桨理论研究经历的三个发展阶段,系统地分析各个阶段螺旋桨理论研究的方法,分别介绍动量理论、叶元体理论、升力线理论、升力面理论、边界元法、粘性流体动力学法等。探讨螺旋桨理论与流体力学之间的关系,重点介绍粘性流体动力学法中计算流体动力学在螺旋桨理论研究中的应用,探讨船用螺旋桨理论今后的研究方向。分析结果表明:船用螺旋桨理论研究的方法和手段都与流体力学学科的发展关系紧密,计算流体动力学和流体力学试验手段的进步将促进螺旋桨理论研究的发展。

并联机床加工船用螺旋桨及CAM技术研究

主要研究用并联机床加工整体式船用螺旋桨的技术以及用CAD/CAM系统进行螺旋桨辅助加工的方法。研究了并联机床加工螺旋桨的工艺方案 ,提出了加工螺旋桨的并串联多轴数控加工系统 ,分析了螺旋桨数控加工的工艺过程 ;介绍了在UG/CAM环境下进行螺旋桨加工的刀具轨迹编程和用Vericut加工仿真系统进行加工仿真的方法和过程 ;并进行加工实验。用于加工螺旋桨的并联机床具有结构简单 ,造价低和占地面积小等优点 ,具有广泛的应用价值和发展前景。

船用螺旋桨敞水性能与桨叶应力的数值分析

采用FLUENT软件中的多参考坐标系模型(MRF)对螺旋桨的敞水性能进行模拟,并将模拟结果与试验值进行比较,然后通过ANSYS Workbench中的流固耦合技术将FLUENT计算所得的桨叶表面压力加载到ANSYS中桨叶的有限元模型中进行静力分析计算,得到的桨叶应力结果与理论分析相吻合。

机器人砂带磨削船用螺旋桨关键技术研究

通过对UG进行二次开发提取相应三维模型的坐标点,运用离线编程技术控制夹持着浮动砂带磨具的机器人对船用螺旋桨进行自动磨削,对提高船用螺旋桨的生产效率和加工质量具有理论和实际的指导意义。