基于UG的螺旋槳的曲面造型 068105303吳苑
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- 摘要：船用螺旋槳是一類典型的自由曲面零件，它的曲面形狀和制造精度直接決定了船舶的推進效率和噪音的大小，而自由曲面造型方法的研究將有助于螺旋槳水動力性能的優化。曲面造型是計算機圖形學和計算機輔助幾何設計(Computer Aided Geometric Design)的一項重要內容，主要研究在計算機圖象系統的環境下對曲面的表示、設計、顯示和分析 。經過多年的不斷發展，現在它已經形成了以Bezier和B樣條方法為代表的參數化特征設計和隱式代數曲面表示這兩類方法為主體，以插值(Interpolation) 、擬合(Fitting) 、逼近(Approximation)這三種手段為骨架的幾何理論體系。
本文首先介紹了UG曲面建模和造型的一般方法和步驟，然后介紹了一些船泊螺旋槳葉元體的相關知識以及螺旋槳的切面幾何特性，最后采用UG/Open GRIP 的方法及B樣條擬合來生成螺旋槳槳葉曲線。UG／OpenGRIP是Unigraphics（簡稱UG）CAD／CAM軟件包中的一個模塊，是Unigraphics軟件的二次開發工具之一。UG／OpenGRIP語言用來創建類似FORTRAN語言一樣的程序，與Unigraphics系統集成。本文采用UG/Open GRIP對給定的點進行編輯，并且編輯后的文件可以用記事本打開和編輯，然后在三維建模的時候可以通過插入采用UG/Open GRIP編輯后的文件中的點。本文在深入分析螺旋槳構成及其曲面成型原理的基礎上，將設計時給定的槳葉曲面的切面數據轉化為笛卡爾坐標系中的坐標，利用B樣條方法對截面數據點插值并加密，得到足夠的數據點，進而利用最小二乘法擬合出螺旋槳槳葉曲面，通過調整偏離權和光滑權順利得到了理想的二階連續的槳葉曲面。本文在介紹螺旋槳CAD造型的兩種方法的基礎上，著重詳細地介紹了螺旋槳在UG環境下從點到線，由線擬合成曲面，進而由曲面生產三維實體的全過程。
關鍵字：船用螺旋槳；自由曲面；B樣條擬合；CAD三維建模
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