Создание CAD-моделей поверхностей с использованием специализированного программного обеспечения

Abstract

RU: Технология моделирования в CAD-системе предполагает формирование поверхностей на основе линейчатых каркасов. Геометрические характеристики элементов каркаса (кривых линий) определяют функциональные свойства моделируемых поверхностей. В работе предложена методика моделирования в CAD- системе поверхностей сложной формы, основанная на формировании обводов, которые с заданной точностью представляют линии из определителя поверхности. Разработанные алгоритмы позволяют определить исходный точечный ряд, принадлежащий любой кривой линии, и обеспечивают заданную точность интерполяции при формировании обвода. Созданное на основе разработанной методики программное обеспечение опробовано при моделировании функциональных поверхностей планетарно-роторного компрессора. Модели поверхностей корпуса и ротора сформированы исходя из передаточного числа зубчатого зацепления планетарно-роторного механизма и размеров ротора. С целью увеличения производительности компрессора выполнена оптимизация рабочих поверхностей ротора. Максимальный объем рабочей камеры увеличен за счет увеличения радиуса подвижной шестернипланетарно роторного механизма. С целью предотвращения заклинивания ротора в процессе работы компрессора был изменен контур ротора. Исходный контур сформированной окружности был заменен на обвод, интерполирующий точечный ряд, узлы которого определены по специально разработанному алгоритму. Алгоритм основан на определении взаимного расположения контура корпуса и ротора в различные моменты работы компрессора. Моделирование рабочих поверхностей компрессора потребовало формирования линейных элементов каркаса на основе точечного ряда, полученного исходя из аналитического представления кривой, и точечного ряда, полученного конструктивно. Недостатком предложенной методики является то, что она основана на формировании только плоских обводов. Задача дальнейших исследований – интерполяция с заданной точностью точечных рядов, которые принадлежат пространственным кривым линиям. UK: Технологія моделювання в CAD-системі передбачає формування поверхонь на основі лінійчатих каркасів. Геометричні характеристики елементів каркаса (кривих ліній) визначають функціональні властивості поверхонь, що моделюються. В роботі запропонована методика моделювання в CAD-системі поверхонь складної форми, яка основана на формуванні обводів, які з заданою точністю представляють лінії з визначника поверхні. Розроблені алгоритми дозволяють визначити вихідний точковий ряд, який належить будь-якій кривій лінії, та забезпечують задану точність інтерполяції при формуванні обводу. Створене на основі розробленої методики спеціалізоване програмне забезпечення випробувано при моделюванні функціональних поверхонь планетарно-роторного компресора. Моделі поверхонь корпуса та ротора сформовані виходячи з передавального числа зубчастого зачеплення планетарно-роторного механізму та розмірів ротора. З метою збільшення продуктивності компресора виконано оптимізацію робочих поверхонь ротора. Максимальний об’єм робочої камери збільшено за рахунок збільшення радіуса рухомої шестерні планетарно-роторного механізму. З метою попередження заклинювання ротора в процесі роботи компресора був змінений контур ротора. Вихідний контур, сформованого кола було замінено на обвід, що інтерполює точковий ряд, вузли якого визначено за спеціально розробленим алгоритмом. Алгоритм заснований на визначенні взаємного розташування контуру корпусу і ротора в різні моменти роботи компресора. Моделювання робочих поверхонь компресора зажадало формування лінійних елементів каркаса на основі точкового ряду, отриманого виходячи з аналітичного представлення кривої, та точкового ряду, отриманого конструктивно. Недоліком запропонованої методики є те, що вона заснована на формуванні тільки плоских обводів. Завдання подальших досліджень - інтерполяція із заданою точністю точкових рядів, які належать просторовим кривим лініям. EN: The modeling technology in the CAD system involves the formation of surfaces based on linear frames. The geometric characteristics of the frame elements (curved lines) determine the functional properties of the simulated surfaces. The modeling technique in the CAD system of surfaces of complex shape, based on the formation of contours that represent lines from the surface determinant with a given accuracy is proposed in this article. The developed algorithms make it possible to determine the initial point series that belongs to any curve of the line and provide the specified interpolation accuracy when forming the contour. The software created on the basis of the developed technique was tested in modeling the functional surfaces of a planetary rotary compressor. Models of the surfaces of the housing and rotor are formed based on the gear ratio of the gearing of the planetary-rotor mechanism and the dimensions of the rotor. In order to increase the compressor performance, optimization of the rotor working surfaces has been performed. The maximum volume of the working chamber is increased by increasing the radius of the movable gear of the planetary-rotor mechanism. In order to prevent jamming of the rotor during compressor operation, the rotor contour was changed. The initial contour of the formed circle was replaced by a contour interpolating a point row whose nodes were determined by a specially developed algorithm. The algorithm is based on determining the relative position of the body and rotor circuits at various times of the compressor. Modeling the compressor working surfaces required the formation of linear frame elements based on a point series obtained from the analytical representation of the curve and a point series obtained constructively. The disadvantage of the proposed method is that it is based on the formation of only flat contours. The task of further research is the interpolation with a given accuracy of the point series that belong to spatial curved lines.