三维相交曲线在复杂弯管零件建模中的应用.pdf

机械研究与应用·2015年第4期(第28卷,总第138期)
应用与试验
三维相交曲线在复杂弯管零件建模中的应用
宇宁
(江西治全职业技术学院机电工程系,江西新余338015)
摘要:个绍在 Inventor软件三维草图中创建三維相交曲线原理及方法,并以弯管零件为例,总结在给定零件工程图
外形尺寸条件下创建三维骨架曲线步骤,及对三维空间管路零件进行实体建模关键技术。
关键词:三维弯管;三维相交曲线;投影线;扫掠建模
中图分类号:TP391
文献标志码:A
文章编号:1007-4414(2015)04-0109-01
Application of 3D Intersection Curves in the Modeling of Complex Parts
DING Yu-ning
(Mechanics Engineering Depariment, Jiangxi Metallurgy Vocational and Technical College, inyu Jiangi338015, China
Abstract: This paper introduces the priniple and method of creating three-dimensional intersection curves in Inventor soft
ware for three-dimensional sketch, and with the bend tube part as an example, summarizes the steps of creating the three-di
mensional skeleton curve in given size conditions of parts, and obtains the key technology for solid modeling of the three-di
mensional space pipe parts
Key words: 3D) elbow: 3D)intersection curve; projection line; sweep modeling
1三维曲线曲线创建方法及原理
上的轮廓线沿其平面法线方向拉伸为一曲面,在XY
使用 Inventor软件在产品设计和曲面建模中,有平面上的轮廓线也拉伸成为另一直纹曲面,两曲面相
些时候需要提取模型空间三维曲线来参考设计。利交形成的截交线并求交集的结果就是三维相交曲线。
用 inventor软件得到三维骨架曲线有三种方法:①在2弯管零件三维建模分析
模型上投影棱边:②在相交曲面上直接取截交线;③
空间弯管工程图如图2所示,主体由弯管道和连
“三维相交曲线”方法,这种方法经常在给定复杂零接孔法兰盘两部分组成,图纸给出了法兰盘外形尺寸
件工程图后求其三维模型情况下使用。
和两连接孔之间的相对位置尺寸,还有管道中心线投
三维相交曲线”方法的创建过程可简单举例说影位置尺寸。法兰盘是规则体,较容易建模;弯管则
明,有一空间曲线已知其主、俯视图,先把主视图轮廓是三维空间管路,从空间两个投影位置看是不同的。
线按尺寸通过二维草绘在YZ平面上,俯视图轮廓线若要得出该零件体积和质量则首先需设计者把三维
绘在XY平面上,两轮廓线保持对齐关系。进人三维模型建好。
草图环境下后,如图1所示,点击“三维相交曲线”命
要快速建立弯管道三维模型,在此情况下就可采
令,分别选择YZ和XY两个平面的轮廓线即生成了用“三维相交曲线”方法创建管道中心线的空间骨
条空间曲线。
架曲线,再采用“扫掠”建模命令将三维空间管路绘
制出来
R
图1三维相交曲线创建图
图2弯管二维工程图
创建三维相交曲线原理可以认为是在yZ平面
(下转第112页
收稿日期:2015-04-09
基金项目:江西省教育厅科研资助项目(编号:JXJG-13-77-3
作者简介:丁宇宁(1982-),男,江西万年人,讲师,研究方向:CAD/CAM。
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应用与试验
2015年第4期(第28卷,总第[38期)?机被研究与应用?
R=R:+R2+R3+R2=20239.89kN
总载荷:
∑q+
总支反力与总载荷相等。
2?45.89kN
2300.07kN
3O74.3kN
2039,41AN
3校核危险截面的应力
应力计算选取危险截面进行:辊下支撑处,報。っ「广
5,9了
1836.9k
圈附近第一条焊缝处,跨间最大弯矩处。
5B.64k
2394.91kN
筒体横截面上的弯矩成力为:
15.14MPa
17.07MPa
16.&Pa
M
式中:K。为焊缝强度系数(筒体采用自动焊,系数取
14,89MP
13.22Pa13.12MPa
值为0.95);K-为温度系数(筒体工作温度不超过
14. 68MPA
250度,系数取值为0.83);W为抗弯截面系数。
12.09MPa
3.1跨间最大弯矩点
图7筒体剪力弯矩图
根据材料力学计算每跨最大弯矩点
第一跨:X=13.68m,第二跨:X=14.93m,第三4结论
跨;X-15.97m
本文采用弯矩分配法解决了4.8x110m回转
3.2危险截面的抗弯截面系数
窑筒体设计中,各支撑跨距分配、筒体强度以及各档
筒体的危险截面主要在:滚圈下支撑处、支撑附支撑支反力的计算问题,并为回转容土建设计以及支
近焊缝处和姱间最大弯矩处,下面分别计算各危险截撑、传动等设计提供了准确的载荷数据。相比于使用
面的抗弯截面系数:
“三弯矩方程”方法,计算量小、步骤清晰、效率高。
滚圈下支撑处:W昭=14.7×10°cm
支撑附近焊缝处:W2=11×10cm3
参考文献
跨何最大弯矩处:昭3=7.7x103cm
〔1]中国科学院回转密(设计、使用与维修)[M].北京:冶金工业
分别计算各危险截面弯曲应力标于弯矩图7中。
出版社,1978
括号内为筒体危险截面处的弯曲应力。筒体许
2]单辉祖.材料力学[M].北京:国防工业出版社,1982.
中国有色工程设计研究院.机械设计手册[M].北京:化学工业
用弯曲应力为局部应力允许达到,各危险截面的应力
出版社,2008
值符合要求?
(上接第109页
最后得出的弯管零件渲染图见图4
3弯管零件建模过程
(1)首先创建管道中心线的空间骨架曲线。进
入二维草绘,选择XY平面,把管道中心线俯视图倒的
轮廓线绘制出,绘制俯视图轮廓线时尺寸应完全按工
程图的标准约束,轮廓线草图完全约柬后呈深蓝色。
同理在Z面上绘制好管道中心线主视图的轮廓线
最后采用“三维相交曲线”方法创建管道中心线的空
图3截面打掠图
图4弯管濆染图
间骨架曲线
4总结
(2)如图3在三维骨架曲线端点法线方向创建
采用“三维相交曲线”方法创建创建三维骨架曲
一平面,在此平面按工程图尺寸绘制出管道截面形线,操作简单便捷,既有助于工程技术人员进行复杂
状,利用“扫掠”建模方法绘制出三维空间管路三维三维实体建模,又芍省了技术人员看