橢圓極孔的線型設(shè)計(jì)方法

正常情況下，軸對(duì)稱壓力容器的兩端開口為圓形極孔;特殊情況下，希望前封頭極孔纏繞成橢圓極孔，后封頭極孔纏繞成圓形極孔。如下圖所示：

前封頭-橢圓極孔 后封頭-橢圓極孔

本文根據(jù)非軸對(duì)稱芯模建模工具和IWIND非測(cè)地線算法，介紹橢圓極孔的線型設(shè)計(jì)方法。CADWIND高級(jí)功能，包括芯模編輯、落紗點(diǎn)軌跡編輯和運(yùn)動(dòng)軌跡編輯三部分。此案例需要了解容包括軸對(duì)稱芯模文件格式、非軸對(duì)稱芯模文件格式和非測(cè)地線可用纏繞角計(jì)算，軟件操作步驟如下：

1. 應(yīng)用圓形截面建模工具，建立圓形極孔芯模，確定工藝紗寬和纏繞角度;

2. 應(yīng)用電子表格軟件工具，建立橢圓極孔數(shù)據(jù);

3. 應(yīng)用橢圓截面建模工具，建立圓形極孔芯模，并替換相應(yīng)橢圓極孔數(shù)據(jù);

4. 應(yīng)用軟件非測(cè)地線算法，設(shè)置相應(yīng)摩擦系數(shù)，進(jìn)行線型設(shè)計(jì)。

1. 建立幾何芯模

根據(jù)如下復(fù)合氣瓶芯模幾何尺寸，在軟件中建立芯模文件，并保存。氣瓶外徑100mm*長度300mm,瓶口直徑30mm*高度48.6mm(軸向橢圓輪廓/端口截面橢圓極孔-長軸直徑46.341，短軸直徑30)，瓶底直徑30mm*高度50mm(軸向橢圓輪廓/端口截面圓形極孔)。

1.1.建立圓形截面芯模

首先，先應(yīng)用圓形截面建模工具，建立圓形極孔芯模，測(cè)試適用工藝紗寬和纏繞角度;隨后打開芯模文件，分析相應(yīng)數(shù)據(jù)，提取端口截面橢圓極孔數(shù)據(jù)，如下：

建模步驟1-建立圓形截面芯模

建模步驟2-可行纏繞參數(shù)確定

根據(jù)上述可纏繞性測(cè)試，此案例芯模適用纏繞參數(shù)如下：工藝紗寬6mm，螺旋纏繞角度，可用纏繞角結(jié)合濕法纏繞摩擦系數(shù)應(yīng)在非測(cè)地線穩(wěn)定偏差角范圍變動(dòng)。 根據(jù)實(shí)際幾何芯模尺寸，分析并確定前封頭擴(kuò)孔高度48.618時(shí)的橢圓截面極孔(長軸直徑46.341，短軸直徑30)。當(dāng)然也可以通過CAD軟件，直接建立非軸對(duì)稱格式的芯模文件。

建模步驟3--軸對(duì)稱芯模文件內(nèi)容分析

1.2建立橢圓極孔曲線

接下來，應(yīng)用電子表格軟件工具，建立橢圓截面數(shù)據(jù)。擴(kuò)孔高度48.618內(nèi)圓形截面極孔為橢圓截面極孔，長軸直徑46.341，短軸直徑30。橢圓參數(shù)方程如下：

接下來，根據(jù)非軸對(duì)稱芯模文件格式規(guī)范，建立相關(guān)截面的截面數(shù)據(jù)和截面曲線，數(shù)據(jù)如下：

建模步驟4--建立橢圓極孔曲線數(shù)據(jù)與圖形

1.3建立橢圓截面芯模

接下來，應(yīng)用橢圓截面建模工具，建立圓形極孔芯模，隨后根據(jù)上述生成的橢圓極孔替代相應(yīng)截面。

建模步驟5--建立橢圓截面芯模文件并替換相應(yīng)截面數(shù)據(jù)

2.設(shè)計(jì)纏繞線型

接下來，應(yīng)用軟件IWND非測(cè)地線算法，設(shè)置相應(yīng)摩擦系數(shù)，調(diào)整纏繞角，進(jìn)行線型設(shè)計(jì)。根據(jù)以上參數(shù)可知，結(jié)合非測(cè)地纏繞理論，濕法纏繞摩擦系數(shù)一般取值在0.12左右，故此后封頭可用纏繞角度應(yīng)在21.5以下。

線型步驟1-調(diào)整纏繞參數(shù)并確定線型

3.應(yīng)用結(jié)論

結(jié)論：此案例關(guān)鍵是了解軸對(duì)稱芯模文件和非軸對(duì)稱芯模文件的內(nèi)容格式，并采用相關(guān)工具，正確地建立幾何模型。

原文標(biāo)題：技術(shù)短篇7-橢圓極孔線型設(shè)計(jì)

文章出處：【微信公眾號(hào)：創(chuàng)聯(lián)智軟】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

審核編輯：湯梓紅