飞机桨叶设计

计算机辅助飞机设计实验五：桨叶设计一、实验要求1、掌握三维设计的基本方法和思路；2、通过复杂三维实体的造型练习，综合掌握零件设计模块、曲面设计模块、工程分析模块的主要功能和具体操作；3、切实体会CATA软件在计算机辅助飞机设计方面的强大功能。二、实验内容1、绘制基本的翼型轮廓⑴选择菜单Start/MechanicalDesign/PartDesign，进入零件设计平台。利用【ReferenceElement】工具栏中的按钮，生成表5-1所示的33个点，X坐标和Z坐标在表中取，Y坐标全部取为“0”。生成的点如图5-1所示。表5-1基本翼型数据X（mm）上面点的Z坐标（mm）下面点的Z坐标（mm）03.51.255.451.932.56.51.4757.90.937.58.850.63109.60.421510.680.152011.360.033011.704011.405010.520609.150707.350805.220902.80951.4901000.120图5-1生成的点⑵选择菜单Start/Shape/GenerativeShapeDesign，进入基本曲面设计平台。单击【Wireframe】工具栏上的按钮，然后从点（0，0，3.5）开始，到（100，0，0.12）结束，顺时针依次选择上部的17个点，单击按钮，即生成样条曲线1。然后同样连接从点（0，0，3.5）到点（100，0，0）结束，顺时针选择下部的17个点，生成样条曲线2，如图5-2所示。图5-2生成的翼型样条曲线⑶选择【ReferenceElement】工具栏中的按钮，会出现如图5-3所示的对话框，在【LineType】下拉列表中选择“Point-Point”生成方式，然后依次选择点（100，0，0.12）和点（100，0，0），单击按钮，即生成了连接两点的线段1。同样连接点（0，0，3.5）和点（100，0，0），生成线段2。图5-3生成直线⑷把生成的样条曲线和线段连接起来。单击【Operations】工具栏上的按钮，依次选择样条曲线1、线段1及线段2，单击按钮，三者就连接起来成为一体“Join.1”。同样的方法连接样条曲线2和线段2，生成“Join.2”2、利用基本翼型生成用于放样的轮廓注意：在这里共需上下各14个轮廓来生成螺旋桨桨叶，它们相对于基本翼型的缩小比例、沿Y向的距离弦长和绕Y轴的转角见表5-2。这些轮廓的生成方法都是相同的，这里只讲解一个，其他的轮廓可以按照表中提供的数据来生成。表5-2翼型数据缩小的比例Y向的距离(mm)绕Y轴转角（°）0.18325150.2230016.50.25276180.28252190.31228210.3420423.50.36180260.38156300.40131330.39107350.3783350.3559350.3230350.32035⑴对基本翼型进行缩放。单击【Operations】工具栏上的按钮，会出现如图5-4所示的对话框。在【Element】文本框中选择刚生成的“Join.1”；单击【Reference】文本框，使文本框变蓝，单击右键，出现如图5-5所示的菜单，选择【CreatePoint】选项，出现如图5-6所示的对话框，输入坐标（0，0，0）单击按钮，这是在【Reference】文本框内生成了“Point34”作为参考点；最后在【Ratio】文本框中输入比例0.18，单击按钮就生成了轮廓“Scaling.1”。图5-4【ScalingDefinition】对话框图5-5右键菜单图5-6生成参考点⑵对完成缩放的翼型进行平移单击【Operations】工具栏上的按钮，在弹出的【TranslateDefinition】对话框中进行如图5-7所示的设置，生成轮廓“ranslate.1”。图5-7【TranslateDefinition】对话框的设计注意：在对【Direction】文本框进行设置时，只需单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“YAxis”即可；通过单击按钮，隐藏原有的轮廓，这样，轮廓就被移动到预定位置了。⑶按指定角度旋转平移后的轮廓单击【Operations】工具栏上的按钮，在弹出的【RotateDefinition】对话框中进行如图5-8所示的设置。图5-8【RotateDefinition】对话框的设置注意：在对【Axis】文本框进行设置时，只需单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“YAxis”即可；通过单击按钮，隐藏原有的轮廓，这样，轮廓就被旋转到预定位置了。⑷按照表5-2的数据参照步骤⑴、⑵、⑶，生成上部的其他13个轮廓，用同样的方法，按照同样的数据生成下部的14个轮廓。如图5-9所示。图5-9生成螺旋桨桨叶所需的上、下各14个轮廓3、放样生成螺旋桨⑴生成桨叶选择Start/MechanicalDesign/PartDesign命令回到零件设计平台，单击按钮，出现如图5-10所示的对话框，依次选择上部的14个轮廓，再单击按钮，即生成了桨叶上半部分，同样生成下半部分。最后生成的螺旋桨桨叶如图5-11。图5-10【LoftDefinition】对话框图5-11生成的螺旋桨桨叶⑵添加材质在特征树上选择PartBody节点，然后单击按钮,选择Aluminium。至此,一个完整的螺旋桨桨叶设计完毕。4、螺旋桨桨叶的分析选择菜单Start/Analysisandsimulation/GenerativeStructuralAnalysis,对桨叶进行工程分析。