汽轮机叶片参数化设计关键技术研究

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汽轮机叶片参数化设计关键技术研究汽轮机叶片参数化设计关键技术研究
于红英，唐德威，伸军
(哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨 150001)
摘要：为提高汽轮机叶片的设计质量和设计效率，以Access数据库为核心，利用VC语言开发了-套基
于UG平台的汽轮机叶片参数化设计软件。研究了叶片3维造型及2维工程图绘制的关键技术，给出了叶身造型
的关键步骤。为了生成参数化的叶片2维工程图，给出了工程图布局的算法，提出了用优化与样条插值相结合求
相贯线的方法和工程图尺寸函数开发的旋转法。应用该项技术开发的叶片设计系统已在某汽轮机厂的叶片设计
中得到应用。
关键词：汽轮机叶片；参数化设计；旋转法
中图分类号：TK263.3 文献标识码：A
Key technologies of steam-turbine-blade，s parametric design
yU Ho竹g-yi咒g，TANG DP-训Pi，SAN Ho以g-J越竹
(Sch.of Mechatronics Eng.，Harbin Inst.of Tech.，Harbin 150001，China)
Abstract：To improve design efficiency and quality of a steam-turbine-blade，an Access database-centered para-
metric design software was developed by using VClanguage，which was based on UG platform. Key technolo-
gies of three-dimension modeling and two-dimension drawing were studied and key steps of blade-body modeling
were given. In order to generate parametric blad e，s drawing，drawing layout algothm was provided and a method to
solve a
phase inertialline was put forward，which combined optimization with B-spline interpolation method. To
satisfy the parametc dimension requirements，a rotation method to develop dimension function was presented. The
developed software has been applied to the blade design in asteam turbine corporation.
Key words：steam-turbine-blade；parametric design；rotation method
0 引言
叶片在工程中的应用较广泛，如用在航空发动
机、搅拌机、水泵及汽轮机上。因为叶片的型面是空
间复杂曲面，设计工作量大、效率低，所以人们对叶
片的参数化设计问题进行了大量的探讨。文献[1]
根据航空发动机涡轮气冷叶片的结构特点，提出了
叶片参数化建模的特征分类形式，/并利用特征造型
技术开发了涡轮机叶片的参数化设计系统；文献[2]
采用二叉树法与边界表示法共同构造了叶片3维实
体，利用openGL图形技术实现了叶片实体的显
示。设计者进行叶片参数化造型程序开发时所采用
的软件平台各不相同，有的采用UG软件[3]，有
的采用pro/E[5]，还有的采用SolidWords[6]。因为
UG欺件提供了丰富的UG/Open应用程序接口
(Application Programming Interface， API)函数、
UG/Open Menu Script菜单脚本制作及UG/Open
UI Styler用户界面设计，所以本文选用UG软件为
开发平台，用VC6语言开发叶片的参数化设计
系统，研究安装在汽轮机隔板上叶片的3维参数化
设计及2维参数化设计的关键技术。