一种基于KBE的可调桨建模与仿真系统

专利2026-03-08  17


本发明属于可调桨建模,具体为一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统。


背景技术:

1、可调桨是一种飞机发动机的设计特性,也称为可变桨或可调整桨。它是一种能够根据飞行条件和需求动态调整桨叶角度的发动机系统。

2、传统固定桨发动机的桨叶角度是固定的,无法根据不同飞行状态做出调整。而可调桨发动机通过改变桨叶的角度,可以实现对推力、效率和噪音等性能的优化。

3、可调桨发动机的主要部件包括发动机本体、传动系统和可调桨机构。发动机本体负责产生动力,传动系统将动力传递给可调桨机构,而可调桨机构则控制桨叶角度的调整。但是常见的可调桨在使用过程中为了便于对其参数进行调试,还需要对其进行仿真模拟,因此就需要用到可调桨建模与仿真系统。

4、但是现有的仿真系统先凭借设计人员经验,给出初步设计方案和结构尺寸,再通过手工、有限元分析软件、动力学分析软件等进行强度、刚度及动力学性能分析,如果不满足要求,则需要重新设计,如此反复,增加了系统的整体操作使用时间。对于一个生产厂家来说,使得设计与分析过程变得较为复杂的同时,对设计人员还需要熟练掌握有限元、动力学分析的软件工具,从而进一步增加了系统的操作难度。


技术实现思路

1、本发明的目的在于:为了解决上述提出的问题,提供一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统。

2、本发明采用的技术方案如下:一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,包括系统开发和登录设置模块、建模设计模块、装配设计模块、校核设计模块:

3、系统开发和登录设置模块为用户创建了可操作式界面,单击由vs生成的.exe程序,首先进入的式系统的总界面,如图1所示;

4、所述建模设计模块包括:创建草图→设计尺寸变量→草图修剪→完成草图→根据草图创建模型,通过结构分析可知,可调桨的主要传动零部件包含锥齿轮、传动轴、转舵齿轮等。对这些转动零部件进行模板创建,根据编程驱动过程中所涉及尺寸变量进行精确建模;

5、所述建模设计模块涉及的编程有对象捕捉关闭与开启、中心线角度偏转、构造线设置、草图修剪:

6、所述装配设计模块通过交互界面选择装配零部件,使其自动添加到装配体中,根据所需要的配合关系进行装配,从而完成可调桨的装配设计。针对自动装配,通过对零部件的配合特征进行选取,再调用solidworks中的配合函数进行装配约束,最终完成装配;

7、所述校核设计模块先判断负载力矩输入是否正确,负载力矩输入判定完成之后,力矩输入模块锁定避免误操作,圆周力模块开启,然后进行圆周力计算,圆周力计算完成后,再输入的各系数值,进行最终的应力校核

8、在一优选的实施方式中,所述可操作式界面包含四个按钮:“注册”、“修改密码”、“进入系统”和“退出系统”。可以预先在access数据库中存入账号密码数据,登录时直接输入即可,也可以通过注册进行登录。

9、在一优选的实施方式中,所述注册代码部分如下:

10、dimaccasnewoledbconnection("provider=microsoft.jet.oledb.4.0;datasource="&application.startuppath&"\用户信息数据库.mdb")

11、dimsqlasstring

12、dimnowdateasstring=format(now,"yyyy/mm/dd")

13、……

14、dimconasnewoledbcommand(sql,acc)

15、acc.open()

16、ifacc.state<1then

17、msgbox("没有找到数据库")

18、exitsub

19、endif

20、if(msgbox("确认注册吗",1,"提示"))=1then

21、con.executenonquery()

22、msgbox("注册成功")

23、me.close()

24、endif。

25、在一优选的实施方式中,所述创建模板,尺寸驱动法与编程法两者相结合的开发方法是以模型结构为基础,通过编程驱动过程中,改变编程中模型对应的尺寸变量从而实现零部件的精确建模。当使用两者相结合的开发方法设计零部件时,首先要创建零部件的模板。

26、在一优选的实施方式中,所述装配设计模块建模过程中以solidworks为技术支持软件。solidworks启动是利用vb.net编写调用程序来完成,启动代码如下:

27、privatesubbutton5_click(senderasobject,easeventargs)handlesbutton5.clickprocess.start

28、("d:\sw2020\solidworks\sldworks.exe")'启动solidworks软件

29、endsub。

30、在一优选的实施方式中,所述装配设计模块在自动装配时,先打开要插入的零件,使其能在内存中被检索,再通过装配体中添加零部件操作将其添加到装配环境中。在打开零件前,要确定零件所处位置,通过程序调用零件所处位置作为打开零件的前提设置。以井箱组件装配为例,图8为井箱组件装配界面,图9为选择好井箱组件位置的界面。

31、在一优选的实施方式中,所述装配设计模块在装配过程中,通过根据零件的某个面或线来和其他零件进行装配约束,在选取过程中是靠面或线上的一点来确定选取的特征,这点的位置在solidworks宏录制过程中可以显示,由selectbyray函数完成。最后通过addmate5函数完成配合约束。addmate5函数的第一个参数是指配合类型,根据solidworksapihelp可以得到配合类型数字定义如图10所示。

32、在一优选的实施方式中,所述校核设计模块是将零部件所需要进行的各种校核以人机交互方式根据用户输入的参数或数据库中选取的参数通过程序直接进行公式计算。以转舵主动轮校核为例,图12为转舵主动轮校核计算界面,根据输入的负载力矩数值,然后通过代码设定的公式,对圆周力进行计算,然后根据输入的各系数值得出齿轮的许用弯曲应力和实际计算弯曲应力,通过对比许用弯曲应力和实际计算弯曲应力得出齿轮是否满足校核,最后导出数据。

33、在一优选的实施方式中,所述校核设计模块的圆周力计算代码如下:

34、zzclj=val(textboxzzclj.text)

35、zzdlj=val(textboxzzdlj.text)

36、d1=val(comboboxd1.text)

37、ft1=zzclj*2000/d1

38、ft3=zzdlj*2000/d1

39、textboxft1.text=ft1

40、textboxft3.text=ft3。

41、在一优选的实施方式中,所述校核设计模块的校核计算代码如下:

42、ka=val(textboxka.text)

43、kv=val(textboxkv.text)

44、kfβ=val(textboxkβ.text)

45、kfα=val(textboxkfα.text)

46、……

47、σf1=ft1*ka*kv*kfβ*kfα*kεβ/(b1*mn)

48、σfp=σfe*ynt*yδrelt*yrrelt*yx/sfmin

49、textboxσf1.text=σf1

50、textboxσfp.text=σfp

51、ifval(textboxσf1.text)<=val(textboxσfp.text)then

52、textboxzhgkjh.text="安全"

53、else

54、textboxzhgkjh.text="危险"

55、end if

56、……。

57、综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

58、本发明中,将知识工程技术与设计过程结合,可以通过重复利用设计知识、改善设计流程方式,来提高整个产品的设计效率。可调距螺旋桨的设计涉及许多关键部件研究,包括传动轴、转舵机构以及密封机构等。这些部件的设计以设计者的知识和经验为主。由于设计过程的复杂性和繁琐性,结合知识工程技术可以极大地提高设计效率。具体而言,通过对solidworks、adams二次开发,并使用access数据库作为相互通信的零件知识库,建立人机交互系统来快速进行精确建模与校核设计及仿真,避免设计建模中出现的问题。这种基于知识工程技术的设计方法能够提高设计效率,减少重复工作,从而优化设计流程,同时也降低了整个系统的操作难度,提高了系统使用过程中的便利性和操作效率,为生产厂家带来了极大的便利性。


技术特征:

1.一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,其特征在于:包括系统开发和登录设置模块、建模设计模块、装配设计模块、校核设计模块:

2.如权利要求1所述的一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,其特征在于:所述可操作式界面包含四个按钮:“注册”、“修改密码”、“进入系统”和“退出系统”;可以预先在access数据库中存入账号密码数据,登录时直接输入即可,也可以通过注册进行登录。

3.如权利要求2所述的一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,其特征在于:所述注册代码部分如下:

4.如权利要求1所述的一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,其特征在于:所述创建模板,尺寸驱动法与编程法两者相结合的开发方法是以模型结构为基础,通过编程驱动过程中,改变编程中模型对应的尺寸变量从而实现零部件的精确建模;当使用两者相结合的开发方法设计零部件时,首先要创建零部件的模板。

5.如权利要求1所述的一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,其特征在于:所述装配设计模块建模过程中以sol idworks为技术支持软件;sol idworks启动是利用vb.net编写调用程序来完成,启动代码如下:

6.如权利要求1所述的一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,其特征在于:所述装配设计模块在自动装配时,先打开要插入的零件,使其能在内存中被检索,再通过装配体中添加零部件操作将其添加到装配环境中;在打开零件前,要确定零件所处位置,通过程序调用零件所处位置作为打开零件的前提设置。

7.如权利要求1所述的一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,其特征在于:所述装配设计模块在装配过程中,通过根据零件的某个面或线来和其他零件进行装配约束,在选取过程中是靠面或线上的一点来确定选取的特征,这点的位置在solidworks宏录制过程中可以显示,由selectbyray函数完成;最后通过addmate5函数完成配合约束;addmate5函数的第一个参数是指配合类型,根据sol idworks api help可以得到配合类型数字定义。

8.如权利要求1所述的一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,其特征在于:所述校核设计模块是将零部件所需要进行的各种校核以人机交互方式根据用户输入的参数或数据库中选取的参数通过程序直接进行公式计算;以转舵主动轮校核为例,根据输入的负载力矩数值,然后通过代码设定的公式,对圆周力进行计算,然后根据输入的各系数值得出齿轮的许用弯曲应力和实际计算弯曲应力,通过对比许用弯曲应力和实际计算弯曲应力得出齿轮是否满足校核,最后导出数据。

9.如权利要求1所述的一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,其特征在于:所述校核设计模块的圆周力计算代码如下:

10.如权利要求1所述的一种基于kbe的可调桨建模与仿真系统,其特征在于:所述校核设计模块的校核计算代码如下:


技术总结
本发明公开了一种基于KBE的可调桨建模与仿真系统,属于可调桨建模技术领域,本发明中,将知识工程技术与设计过程结合,可以通过重复利用设计知识、改善设计流程方式,来提高整个产品的设计效率。可调距螺旋桨的设计涉及许多关键部件研究,包括传动轴、转舵机构以及密封机构等。通过对SolidWorks、Adams二次开发,并使用Access数据库作为相互通信的零件知识库,建立人机交互系统来快速进行精确建模与校核设计及仿真,避免设计建模中出现的问题。这种基于知识工程技术的设计方法能够提高设计效率,减少重复工作,从而优化设计流程,同时也降低了整个系统的操作难度,提高了系统使用过程中的便利性和操作效率,为生产厂家带来了极大的便利性。

技术研发人员:曾坤,佘建国
受保护的技术使用者:江苏科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
转载请注明原文地址:https://doc.8miu.com/read-1828676.html

最新回复(0)