Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Моделирование каркаса поверхности канала ДВС - файл РАЗДЕЛ 1.docx


Моделирование каркаса поверхности канала ДВС
скачать (11760 kb.)

Доступные файлы (78):

Канал ДВС.bak
Канал ДВС.cdw
Каркас поверхности канала ДВС.bak
Каркас поверхности канала ДВС.cdw
Thumbs.db
Деталь3-2.SLDPRT
Поверхность по сечениям с кривизной-2.SLDPRT
Проволочный каркас с кривизной.SLDPRT
Канал ДВС.bak
Канал ДВС.cdw
Каркас поверхности канала ДВС.bak
Каркас поверхности канала ДВС.cdw
Деталь3-2.SLDPRT
Поверхность по сечениям с кривизной-2.SLDPRT
Проволочный каркас с кривизной.SLDPRT
Осевая линия -деленная на участки.SLDDRW
Осевая линия канала.bak
Осевая линия канала.cdw
РАЗДЕЛ 1.docx2908kb.28.04.2010 11:56скачать
S исход.- S средн..SLDDRW
S средн..SLDDRW
Thumbs.db
Входное.SLDDRW
Выходное.SLDDRW
Среднее сечение.SLDDRW
S 1.SLDDRW
S исх. 1.SLDDRW
S средн.1.SLDDRW
Thumbs.db
S 2.SLDDRW
S исх. 2.SLDDRW
S ср.2.SLDDRW
Thumbs.db
31.SLDPRT
A-A-3.SLDDRW
B-B-3.SLDDRW
Thumbs.db
анализ поверхности канала2.jpg30kb.18.04.2009 17:52скачать
Анализ поверхности канала.SLDDRW
Титулка.doc27kb.22.04.2010 03:37скачать
Формирование среднего сечения-1.bak
Формирование среднего сечения-1.cdw
Формирование среднего сечения 2.bak
Формирование среднего сечения 2.cdw
Формирование среднего сечения.bak
Формирование среднего сечения.cdw
Фрагмент.frw
Осевая линия -деленная на участки.SLDDRW
Осевая линия канала.bak
Осевая линия канала.cdw
Приложение.docскачать
РАЗДЕЛ 1.docx2497kb.22.04.2010 03:25скачать
S исход.- S средн..SLDDRW
S средн..SLDDRW
Thumbs.db
Входное.SLDDRW
Выходное.SLDDRW
Среднее сечение.SLDDRW
S 1.SLDDRW
S исх. 1.SLDDRW
S средн.1.SLDDRW
Thumbs.db
S 2.SLDDRW
S исх. 2.SLDDRW
S ср.2.SLDDRW
Thumbs.db
31.SLDPRT
A-A-3.SLDDRW
B-B-3.SLDDRW
Thumbs.db
анализ поверхности канала2.jpg30kb.18.04.2009 17:52скачать
Анализ поверхности канала.SLDDRW
Титулка.doc27kb.22.04.2010 03:37скачать
Формирование среднего сечения.bak
Формирование среднего сечения.cdw
Фрагмент.frw
РАЗДЕЛ 1.docx2908kb.28.04.2010 11:56скачать
Титулка.doc27kb.22.04.2010 03:37скачать

содержание
Загрузка...

РАЗДЕЛ 1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...


ЗМІСТ
ВСТУП

1. МОДЕЛЮВАННЯ ПОВЕРХНІ КАНАЛУ ДВИГУНА ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ (ДВЗ)

1.1. Завдання на формування каналу ДВЗ

1.2. Вимоги, що пред'являються до геометричної моделі проточної частини каналу ДВЗ

1.3. Формування осьової лінії

1.4. Моделювання осьової лінії в системі Solid Works

1.5. Формування каркаса поверхні

1.5.1. Формування поперечних перетинів каналу

1.5.2. Визначення точок осьової лінії, що відповідають проміжним перетинам каналу

1.5.3. Розподіл перетинів уздовж осі каналу

1.6. Формування поверхні каналу

1.7. Оцінка якості сформованої поверхні

ВИСНОВКИ

ДОДАТОК



ВСТУП
Геометричне моделювання є могутнім інструментом рішення багатьох науково-виробничих задач. Особливо це стосується проектування функціональних поверхонь.

При конструюванні складних поверхонь, до динамічних якостей яких пред'являються підвищені вимоги (корпус автомобіля, канали двигуна внутрішнього згоряння, лопасті турбіни, робочі органи сільгоспмашин та ін.) необхідно забезпечити виконання визначених, наперед заданих, умов. Це мінімум втрат енергії потоку середовища при взаємодії з поверхнею, транспортування середовища, регламентоване підвищення або пониження тиску в потоці, мінімальний лобовий опір та ін.

Моделювання динамічних поверхонь, що відповідають наперед поставленим вимогам, може бути здійснене шляхом формування каркаса поверхні з одновимірних обводів з відповідною закономірністю зміни диференціально-геометричних характеристик (значення похідних, кривини).

Використання сучасного комп'ютерного і програмного забезпечення значно підвищують ефективність рішення вказаної задачі.

Розробка методик формування динамічних поверхонь, з використанням комп'ютерних систем геометричного моделювання, є актуальною.

Метою проекту є розробка і апробація методики формування зовнішніх і внутрішніх динамічних поверхонь з використанням системи SolidWorks.


    1. 

    2. ^ 1. МОДЕЛЮВАННЯ ПОВЕРХНІ КАНАЛУ ДВЗ


1.1. Завдання на формування каналу двигуна внутрішнього згоряння



    1. Початковими даними на формування поверхні проточної частини каналу ДВЗ є:

    2. − осьова лінія каналу;

    3. − форма вхідного і вихідного перерізів;

    4. − графік зміни площ поперечних перерізів.

    5. Відповідно до завдання, формований канал визначається наступними початковими даними.

    6. 1) Осьова лінія є плоскою кривою з монотонною зміною кривизни.

    7. Осьова лінія визначається (рис. 1.1):

    8. − габаритними розмірами – H та L;

    9. − положенням дотичних до осьової лінії в початковій точці (t1) і кінцевій точці (t2), визначуваним кутами α та β, відповідно;

    10. − радіусами кривини, осьовій лінії в початковій і кінцевій точках – R1 та R2 , відповідно.

2) Вхідний переріз є коло діаметру D. Вихідний переріз має форму прямокутника з кутами, що заокруглюють. Довжина прямокутника – а, висота – b, радіус заокруглення кутів – r.

3) Графік зміни площ поперечних перерізів – прямолінійний. Початкові дані на формування поверхні каналу представлені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1

№ варіанта

H

L

R1

R2

α

β

D

a

b

r

17

85

185

40

700

90

0

58

80

80

15



Рисунок 1.1

1.2. Вимоги, що пред'являються до геометричної моделі проточної частини каналу ДВЗ
Аеродинамічні характеристики каналів визначаються, головним чином, формою проточної частини каналу.

Один з ефективних засобів зменшення втрат енергії в каналі - забезпечення плавності переходу від одного перерізу проточної частини каналу до іншого при скільки завгодно великій кількості утворюючих.

Початковими даними при моделюванні каналів двигунів внутрішнього згоряння є:

- форма і площа вхідного і вихідного перерізів;

- положення і форма осі каналу;

- графік площ поперечних перерізів каналу.



Основним елементом, що зв'язує всі параметри канальної поверхні, є осьова лінія. У загальному випадку це просторова крива.

Просторова вісь поверхні каналу в інженерній практиці зазвичай задається проекціями на координатні площини.

На зниження внутрішніх втрат енергії потоку середовища в каналі сприятливо впливає відповідність форми осьової лінії каналу наступним вимогам:

- досягнення другого порядку гладкості при формуванні проекцій, які задають просторову вісь каналу;

- плавна зміна кривини кривої на проекціях;

- перпендикулярність дотичної до осьової лінії каналу в початковій точці відносно привалочної площини головки блоку.

Істотну роль в моделі грає графік зміни площ перерізів уздовж осі каналу. Графік площ є плавною плоскою кривою або прямою лінією, що характеризує закон зміни площ поперечних перерізів уздовж прийнятої дистанції каналу. Дотримання графіка площ забезпечує плавне збільшення або зменшення площ поперечних перерізів уздовж осі. Від графіка залежить тип каналу (дифузор, конфузор). Площі поперечних перетинів входять в розрахунок різних аеродинамічних характеристик каналу.

В процесі конструювання моделі каналу, виходячи з графіка площ і форми вхідного і вихідного перерізів каналу, визначається форма і положення поперечних перерізів каналу.
1.3 Формування осьової лінії каналу
Осьову лінію каналу, що відповідає початковим умовам, можна сформувати з трьох дуг кіл, стикованих з першим порядком гладкості. При цьому значення радіусів кіл монотонно змінюються уздовж осі.

Початковими даними для формування осьової лінії є:



− положення початкової і кінцевої точок осьової лінії;

− положення дотичних до осьової лінії в початковій і кінцевій точках;

− значення радіусів дуг кіл, що проходять через точки 1 і 2 – R1і R2, відповідно.

Для визначення осьової лінії необхідно:

− визначити радіус кола, дуга якого складає середню частину осьової лінії;

− визначити рівняння кіл, дуги яких складають осьову лінію;

− визначити координати точок сполучення дуг кіл;

− визначити довжину осьової лінії.
1.3.1. Визначення рівнянь кіл, які складають осьову лінію
1.3.1.1. Коло, що проходить через точку 1 осьової лінії (к. 1) визначається рівнянням:

(x-x10)2+(y-y10)2=R2, (1.1)

де x10, y10 – координати центру к. 1 – крапки O1;

R1 – значення радіусу окр. 1.

Положення к. 1 визначається дотиком її з прямою t1 в точці 1.

Отже, положення точки O1 можна визначити на прямій n1, проведеній через точку 1, перпендикулярно прямій t1 на відстані R1 від точки 1.

Рівняння прямої t1 визначається по кутовому коефіцієнту k1 і умові проходження прямої через точку 1 (x1, y1):

y=k1x-k1x1+y1 (1.2)

Кутовий коефіцієнт рівний тангенсу кута нахилу прямої до осі . Рівняння прямої n1 визначається за умовою проходження через точку 1 та умовою перпендикулярності до прямої t1:

y-y1=-1k1(x-x1) (1.3)



Координати точки O1 визначаються спільним розв’язком рівняння (1.3) та рівняння кола радіуса R1 з центром в точці 1:

(x-x1)2+(y-y1)2=R12
1.3.1.2. Положення центра кола, що проходить через точку 2 (окр. 2) – точки O2(x2 , y2), визначається на прямій n2, що проходить через точку 2 перпендикулярно прямій t2. Координати точки O2 (x20 , y20) визначаються аналогічно координатам точки O1. Визначивши координати точки O2 отримуємо рівняння окр. 2:

(x-x20)2+(y-y20)2=R2 (1.4)
Згідно з вихідними умовами, кут між дотичною до обводу в точці 1 (пряма t1) і дотичною до обводу в точці 2 (пряма t2) дорівнює .

Вибираємо Декартову систему координат, що дозволяє максимально спростити необхідні розрахунки. А саме:

  • початок координат призначимо в точці 1;

  • вісь Oy збігається з прямою t1, а вісь Ox – з прямою n1.

З рисунка зрозуміло, що в обраній системі координат точка O1 має координати:x10=R1, y10=0; точка O2 має координати:x20=L, y20=H-R2.

Відповідно до варіанта завдання центри кіл визначаються координатами.O140;0, O2(185;-615).

Підставивши координати точок O1 і O2, а так само значення R1 і R2, в рівняння (1.1) і (1.2), відповідно, отримуємо рівняння кола 1:

(x-40)2+(y-0)2=402; (1.5)

та рівняння кола 2:

(x-185)2+(y+615)2=7002. (1.6)

Щоб одержати рівняння кола, сполученої к. 1 та к. 2 (к. 3):



(x-x30)2+(y-y30)2=R2, (1.7)

необхідно визначити радіус кола 3 – R3 і координати центра – точки O3(x30, y30).

Значення R3 призначаємо більшим за R1 і меншим за R2. Виберіть R3 в діапазоні: R3=R1+R28 … R1+R24.

В нашому прикладі R3=166 мм.

Точка O3 знаходиться на відстані l1=R3-R1 від точки O1 та на відстані l2=R2-R3 від точки O2.

Розв’язавши систему рівнянь:

(x30-x10)2+(y30-y10)2=l12(x30-x20)2+(y30-y20)2=l22 (1.8)

Визначаємо координати центра кола O3:

(x30-40)2+(y30-0)2=(166-40)2;(x30-185)2+(y30+615)2=(700-166)2..

Розв’язавши систему рівнянь отримаємо:

x30=134,44y30=-83,39.

Остаточно рівняння, що визначає кола 3 приймає вигляд:

(1.9)
1.3.2. Визначення точок сполучення дуг, що складають осьову лінію
Точка сполучення дуг кіл розташовується на прямій, що проходить через центри кіл. Координати точки сполучення кола 1 і кола 3 (точка ) визначаємо вирішивши спільно рівняння, що визначають коло 1- (1.5) та рівняння прямої, що проходить через точки O1 и O3 .

Рівняння прямої що проходить через дві задані точки має вигляд:

y-y1y2-y1=x-x1x2-x1. (1.10)



Пряма (O1; O3) визначається рівнянням:

y-0-83,39-0=x-40134,44-40

або після перетворень:

y=35,32-0,88x.

Координати точки ^ А визначаємо вирішив систему рівнянь:

(x-40)2+y2=402;y=35,32-0,88x

Точка А визначається координатами:

xA=10,02; yA=26,48
Пряма що проходить через точки O1 і O2 визначається рівнянням:

y+83,39-615+83,39=x-134,44134,44-185

або після перетворень:

y=35,32-0,88x.

Координати точки сполучення кола 2 та кола 3 (точка ) визначаємо вирішивши спільно рівняння що визначає коло 3 (1.6) та рівняння прямої що проходить через точки O3 і O2:

(x-185)2+(y+615)2=7002;y=-1496,95+10,51x

Точка В визначається координатами:

xB=118,74; yB=81,86
1.3.3. Визначення довжини осьової лінії
Довжину осьової лінії визначимо, склавши довжини дуг, що складають вісь:

S=S1+S2+S3, (1.11)

де S1 – довжина дуги |1; A |, S2 – довжина дуги | B; A|, S3 – довжина дуги | B; 2|.



Кожна із зазначених дуг відповідає сектору на колі, що його визначає обмеженому прямими n1, (O1; A), (O3; B) та . Тангенс кута між прямими визначається за формулою:

tgφ=k1-k21+k1∙k2, (1.12)

де k1 та k2 – кутові коефіцієнти з рівнянь прямих.

Визначивши зі знайденого тангенса кут , визначаємо довжину відповідної дуги:

S=2πRφ360 (1.13)

Ділянка обводу від точки 1 до точки розташована на к.1 і обмежена прямими n1 та (O1; A).

У вибраній системі координат пряма n1 збігається з віссю Ox. Отже, тангенс кута між прямими дорівнює кутовому коефіцієнту прямої (O1; A).

Кутовий коефіцієнт прямої (O1; A) визначається за координатами точок O1(x1 , y1), і A(xA , yA),:

tgα=k=yA-y10xA-x10 (1.14)

tgα=26,48-010,02-40=-0,8833

Знайденому значенню тангенса відповідає кут:

α=φ1=arctg0,8833=41,44°

За формулою (1.13) визначаємо довжину дуги відповідної куту :

S1=2πR1φ1360=2π∙40∙41,44360=28,92 (мм).

Ділянка осьової лінії від точки до точки розташована на колі 3 і обмежена прямими (O1; A) та (O3; B).

Кутовий коефіцієнт прямої (O3; B) визначається координатами точок O3(x30 , y30), и B(xB , yB), .



tgβ=yB-y30xB-xb0

де β – кут між прямою (O3; B) та віссю Ox.

tgα=81,86+83,39118,74-134,45=-10,52

За знайденим значенням тангенса визначаємо кут:

β=arctg10,52=84,56°

Кут між прямими (O1; A) и (O3; B) визначається за формулою:

φ2=β-α=84,56-41,44=43,12°

Довжина дуги, що відповідає куту дорівнює:

S2=2πR3φ2360=2π∙166∙43,12360=124,86 (мм).

Ділянка обводу від точки до точки 2 розташована на к. 2 та обмежена прямими (O3; B) і n2.

Кут між вказаними прямими дорівнює:

φ3=90°-β=90-84,56=5,44°

Довжина дуги що відповідає куту дорівнює:

S3=2πR2φ3360=2π∙700∙5,44360=66,42 (мм).

Остаточно отримуємо довжину осьової лінії:

S=28,92+124,86+66,42=220,2

Результати формування осьової лінії зведені в таблицю 1.2.



Таблиця 1.2.


Найменування параметра

Позначення

Одиниці виміру

Значення

Розрахункові

Solid

Works

Значення радіусів окружностей складових осьової ліні




мм

40

40




мм

700

700




мм

166

166

Координати центрів окружностей







мм

40

40




мм

0

0







мм

185

185




мм

-615

-615







мм

134,44

134,45




мм

-83,39

-83,39

Координати опорних точок осьової лінії

1




мм

0

0




мм

0

0

A




мм

10,02

10,02




мм

26,48

26,48







мм

118,74

118,74




мм

81,86

81,86

2




мм

185

185




мм

85

85

Значення кутів відповідних дуг, що становлять осьову лінію




град

41,44

41,44




град

43,12

43,12




град

5,44

5,43

Довжина дуг складових осьової лінії




мм

28,92

28,93




мм

124,86

124,94




мм

66,42

66,36

Довжина осьової лінії




мм

220,2

220,24



1.4. Моделювання осьової лінії в системі Solid Works


  1. 1) У графічній частині креслення створюємо дві довільні точки. Виділяємо точку 1 і призначаємо її координати: x1=0, y1=0. Фіксуємо точку 1. Точку 2 фіксуємо з координатами x2=L=185, y2=H=85.

  1. 2) Створюємо вертикальну осьову лінію що проходить через точку 1 (пряма t1 ) і горизонтальну осьову лінію, що проходить через точку 2 (пряма t2).

  2. 3) Створюємо довільне коло і точку що йому належить. На створену точку і точку 1 накладаємо додатковий взаємозв'язок - «Совпадение». Коло займає нове положення, при якому воно проходить через точку 1.

  3. На коло і пряму t1 накладаємо додатковий взаємозв'язок - «Кассательная». Коло займає положення дотичне до прямої t1 в точці 1. Задаємо радіус кола R1=40. Коло 1 визначене.

  4. 4) Створюємо коло радіуса R2=700, яке є дотичною до прямої t2 в точці 2 (коло 2).

5) Створюємо довільне коло та накладаємо на нього додатковий взаємозв'язок: «Кассательная» з колами 1 та 2. Коло займає відповідне положення.

Захопивши курсором створене коло змінюємо його становище і радіус. Домігшись положення, при якому точки сполучення кіл розташовуються приблизно рівномірно між точками 1 і 2, фіксуємо радіус кола – R3=166. К. 3 визначене (рис. 1.2) .




  1. Рисунок 1.2.


6) Відсікаємо частини кіл що не входять до осьової лінії. Осьова лінія остаточно сформована (рис.1.3).

Рисунок 1.3.



1.5. Формування каркасу поверхні каналу
Каркас поверхні утворюється поперечними перерізами і направляючими лініями.

Форма і положення поперечних перерізів каналу визначається виходячи з графіка зміни площ перерізів вздовж каналу, а також відповідно до форми і площі вхідного і вихідного перерізів.

Головна вимога до проміжних поперечних перерізів - забезпечення плавної зміни форми перерізів від вхідного перерізу до вихідного при дотриманні графіка зміни площ.

Напрямні лінії каркаса повинні збігатися з лініями течії середовища, що спрямовується поверхнею каналу.

Головна вимога до напрямних лініях - монотонна зміна значень кривини уздовж лінії.

Дотримання вказаних вимог є одним з основних засобів зменшення втрат енергії в каналі.

Поперечні перерізи та напрямні лінії формуємо за допомогою системи Solid Works.

1.5.1. Визначення форми середнього перерізу каналу


  1. Середній переріз каналу відповідає точці на осьовій лінії каналу, що розділяє останню на дві дуги однакової довжини.

  2. Форма поперечних перерізів каналу визначаться за допомогою епюри сполучених перерізів (рис 1.4).

  3. 





  4. Рисунок 1.4.


Для визначення профілю середнього перерізу, виконуємо наступні операції.

1) Створюємо двовимірне креслення, в якому поєднуємо вхідний і вихідний переріз по центрам тяжкості та напрямку осей (рис.1.5).



  1. Рисунок 1.5.


2) Наносимо загальні осьові лінії перерізів, а так само промені з'єднують суміщені центри тяжкості перерізів з особливими точками кожного з перерізів.

3) На побудованих лініях, відсікаючи частини знаходяться всередині меншого контуру, визначаємо відрізки, обмежені точками перетину останніх з контурами вхідного і вихідного перерізів.



4) У центрі кожного з відрізків, за допомогою прив'язки «середина», визначаємо точку.

5) За допомогою кнопки «Сплайн» створюємо замкнутий сплайн, послідовно з'єднуючи всі побудовані точки (рис.1.6).


  1. Рисунок 1.6.



Профіль середнього перерізу визначений.

Отриманий профіль середнього перерізу коригується за допомогою перетворення подібності до розмірів, відповідних графіку площ поперечних перерізів каналу.

  1. Оригінальний профіль середнього перерізу копіюємо на окремий ескіз і визначаємо його площу (Sисх) за допомогою функції "Свойства сечения", що знаходиться на панелі «Инструменты».

2) За допомогою функції "Смещение объектов" створюємо профіль подібний вихідному. Профілі розташовуються один всередині іншого. При цьому центри тяжкості й осі профілів збігаються. Редагуючи відстань між вихідним і створюваним профілем, контролюючи площу редагованого профілю, створюємо контур середнього перерізу необхідного розміру і форми.

За умовами завдання, модельований канал повинен відповідати прямолінійним графікам зміни площ.

Отже, площа середнього перерізу повинна становити:

Sср=Sвх+Sвых2, де

Sвх=660,52 мм2 – площа вхідного перерізу;

Sвых=1551,71 мм2 – площа вихідного перерізу.
Прийнявши максимально допустиме відхилення площі перерізів, що створюються – 1%, отримуємо діапазон визначення площі середнього перетину:

Sср=1106,115±11,06 мм2

У результаті вищевикладених операцій в системі SolidWorks отриманий вихідний контур середнього перерізу площею Sисх=1067,73 мм2, з якого сформований середній переріз площею Sср= 1105,95 мм2.

Форма проміжних перерізів, розташованих між середнім, вхідним і вихідним перерізами визначаються зазначеним вище способом.

У результаті отримаємо наступні площі проміжних перерізів

Sср1=883,57 мм2и Sср2=1301,33 мм2.

За вище викладеної методики, можна отримати довільну кількість проміжних перерізів.

Формування каналу здійснимо за п'ятьма перерізами: вхідного, вихідного, середнього перерізу, перерізу-1, перерізу-2.
1.5.2 Визначення точок осьової лінії, відповідних проміжним перерізам каналу

Визначення положення середньої точки осьової лінії:

1) На осьовій лінії створюємо довільну точку і пов'язуємо її горизонтальним розміром () з початковою точкою осі (рис. 1.7). Через створену точку проводимо довільний відрізок осьової лінії.



2) За допомогою функції «Отсечение» відсікаємо ділянку осі між кінцевою і створеної точкою. За допомогою функції «Измерение» визначаємо довжину решти осі.

3) При необхідності за допомогою команди «Отменить ввод» відновлюємо осьову лінію.

4) Коректуючи розмір добиваємося розташування точки в центрі осьової лінії, із заданою точністю (допустима похибка не повинна перевищувати 1%). Точка визначена.
Рисунок.1.7. Визначення положення середньої точки осьової лінії

Визначення точок відповідних чверті і трьом чвертям осьової лінії:

Положення точки i1 визначається в центрі першої половини осьової лінії (частина осьової лінії, обмежена точками 1 і iср), аналогічно визначенню положення точки iср. Розташування точки на осі визначається розміром а1 (рис. 1.7).

Положення точки i2 визначається в центрі другої половини осьової лінії (між точками iср і 2). Розташування точки на осі визначається розміром а2.



Виконуючи зазначені вище дії і враховуючи допустиму похибку 1%, отримуємо:

В результаті розбиття осьової лінії на ділянки отримали (таб. 1.3):
Таблиця 1.3.



Ділянка

Сформована довжина ділянки

Теоретична довжина ділянки

Похибка

1

(1;i1)

55,06

55,06

0

2

(i1;iср.)

55,06

55,06

0

3

(iср.;i2)

54,95

55,06

0,002

4

(i2;2)

55,26

55,06

0,003



Рисунок.1.8. Визначення положення середньої точки осьової лінії




1.5.3. Розподіл перерізів вздовж осі каналу
Створюємо площини, перпендикулярні осьовій лінії, які проходять через точки 1, , , , 2. Для створення площині натискаємо кнопку «Плоскость», яка розташована на панелі «Справочная геометрия». У вікні вказуємо основні параметри створюваної площині.

Наприклад, для створення площини, що проходить через точку , натискаємо кнопку «Перпендикулярно кривой» і виділяємо вказану точку.

У створені площині копіюємо контури перерізів: вхідний переріз, переріз-1, середній переріз, переріз-2, вихідний переріз, відповідно. Центри тяжкості перерізів, маємо в своєму розпорядженні на осьовій лінії.

Каркас поперечних перерізів проточної частини каналу готовий.

Формуємо напрямні лінії каркаса поверхні наступним чином:

  • Переходимо в 3D-ескіз (кнопка «Трехмерный эскиз» на панелі «Эскиз») і на панелі «Объекты эскиза» вибираємо функцію «Сплайн».

  • Створюємо два сплайна, що проходять через точки перерізу поперечних перерізів каркаса меридіональною площиною симетрії поверхні каналу.

  • Відображає кривину сплайнів (кнопка «Показать кривизну»).

  • Коригуємо характер зміни значень кривини уздовж сплайнів. Для цього натискаємо кнопку «Добавить элемент управления кассательными».

  • За допомогою функцій вікна «Настройки» добиваємося монотонності зміни кривини уздовж сплайнів.




    1. Формування поверхні каналу

Для остаточного формування поверхні каналу в системі Solid Works необхідно використовувати команду "Поверхность по сечениям".



При цьому, у вікні «Профили», клацанням лівої клавіші миші на відповідному зображенні, послідовно вказуються всі перерізи від вхідного до вихідного, у вікні «Направляющие кривые» вказуються сформовані сплайни.

По мірі виділення перерізів, формується зображення створюваної поверхні, а перерізи з'єднуються направляючою ламаною лінією.

Виділяючи перерізи каркаса слід прагнути до того, щоб спрямовуюча ламана перетинала переріз в однойменних точках профілю.


    1. Оцінка якості сформованої поверхні

Відповідність сформованої поверхні умовами поставленого завдання визначається:

− порівнянням площ довільних поперечних перерізів поверхні з заданим графіком;

− оцінкою характеру зміни кривини уздовж сформованої поверхні.
Рисунок 1.9


1.7.1 Щоб визначити площу поперечного перерізу сформованої поверхні, створюємо твердотільну модель каналу. Твердотільна модель створюється в системі Solid Works за допомогою функції «Бобышка / основание», по тому ж каркасу, який використовувався при створенні поверхні каналу. Переріз каналу формується на 2D-ескізі твердотільної моделі.

Напрямок січної площини визначаємо наступним чином:

− На дузі кола, яка складає осьову лінію, визначаємо і фіксуємо точку, в якій січна площина має перетнути осьову лінію

− Через точку на осьовій лінії і центр дуги кола проводимо пряму лінію. Центр дуги визначаємо, призначивши її радіус.

Для оцінки точності моделювання сформовано два довільних поперечних перерізу: А-А и В.

Площина перерізу А-А перетинає осьову лінію в точці, що відповідає відрізку осьової лінії довжиною 67 мм. Площа перерізу: SA-A=934,76 мм2 . На вихідному графіку площ, довжині осьової лінії l=67 мм відповідає значення площі S=931,06 мм2 .

Таким чином, точність моделювання для перерізу ^ А-А оцінюється абсолютною похибкою ∆S=S-SA-A=931,06-934,76=3,7 мм2 і відносною похибкою δ=∆SS∙100%=0,3 %

Для перетину B-B, відповідного довжині осьової лінії l=179,5 мм :

∆S=2,44 мм2, δ=0,2 %.

Оцінка відповідності площ поперечних перерізів прямолінійному графіку наведена на кресленні в додатку.

Щоб збільшити відповідність реального графіка площ поперечних перерізів сформованої поверхні заданому необхідно:

  1. − збільшити число поперечних перерізів, які складають каркас поверхні;

  2. − збільшити точність формування площ перерізів каркасу.



1.7.2 Кривина поверхні оцінюється кривиною ліній, що належать цій поверхні.

Оцінюючи кривину поверхні, при розтині каналу площиною, перпендикулярною площині симетрії можна помітити, що кривина ліній не є монотонною. Враховуючи, що від кривини поверхні на пряму залежить втрата енергії, при пропусканні через канал потоку, можна зробити висновок, що при малих значеннях відношення радіусів відбувається гальмування потоку, а при великих - збільшується нерівномірність поля швидкостей на криволінійній ділянці, що призводить до великих втрат енергії.

Одним з доступних на сьогоднішній день способом згладити перехід від одного радіуса до іншого, є використання методів апроксимації.



ВИСНОВОК
У даній роботі в системі Solid Works створений каркас. На основі каркаса сформована геометрична модель поверхні проточної частини каналу двигуна внутрішнього згоряння.

Каркас поверхні каналу складається з сімейства поперечних перерізів і направляючих ліній.

Динамічні якості поверхні забезпечуються властивостями елементів каркасу:

  1. − форма і площа поперечних перерізів плавно змінюється від вхідного перерізу до вихідного, уздовж осьової лінії каналу;

  2. − осьова та направляючі лінії являють собою криві з монотонною зміною значень кривини.

Перевірка якості сформованої моделі показала, що отримана поверхня відповідає умовам поставленого завдання:

  1. − площа довільного поперечного перерізу каналу відповідає прямолінійному графіку зміни площ перерізів вздовж осьової лінії;

  2. − лінія току, розташована на поверхні каналу являє собою плавну криву з монотонною зміною кривини.



Скачать файл (11760 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации