[发明专利]一种卵型壳体线型的计算机辅助设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及卵型曲线计算机辅助设计的技术领域，具体地说是一种卵型壳体线型的计算机辅助设计方法。

背景技术

卵型体、卵型曲线在自然界中普遍存在，由于其力学性能好、线型流畅美观，在工程学上有广泛的运用需求，但由于构成卵型曲线在设计计算方面一直存在没有可靠和普遍适用的方法，限制了实践运用。卵型壳体线型设计，关键是解决构成卵型壳体的卵型曲线设计，目前构成卵型曲线方法，一是插入截取的一段回旋曲线；二是在大圆和小圆之间插入一个过渡圆曲线；三是采用不同心的圆曲线拼接；四是采用椭圆的线型。对第一种情况，大量实践表明找到一段符合具体设计要求的回旋曲线段，插入后构成圆满的卵型曲线几乎是不可能的；第二、三种情况，构成的卵型曲线，都不同程度存在曲率突变，或结合点突变；采用椭圆的线型构成卵型曲线，比较简单，但往往与实际需求的符合程度受限制，所以卵型壳体线型、卵型容器的设计，目前仍比较困难。

综上所述，卵型曲线在工程建造设计上有广泛需求，但由于卵型曲线构成的设计计算方法一直没能很好解决，所以限制了其运用和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可靠和普遍适用的卵型壳体线型的计算机辅助设计计算方法，该方法不仅容易设计出卵型壳体线型，还容易设计出卵型容器的壳体线型和卵型构件的构造线型。

本发明解决技术问题的技术方案：

卵型壳体线型的计算机辅助设计计算方法的设计方法步骤如下：

(1)根据要设计的卵型壳体几何尺寸要求，建立一个矩形，长边边长为a，短边边长为b；以矩形的中心建立坐标系统，纵轴为X轴，横轴为Y轴；

设定矩形长边的大圆弧半径，以X轴(或Y轴)为对称轴，切点为长边和 X轴(或Y轴)的交点；设定矩形的小圆弧半径，以Y轴(或X轴)为对称轴，切点为短边和Y轴(或X轴)的交点；切点分别为A、B、F、G，计算出大、小圆心坐标；

偏角设定的方法是，选择大圆的曲线长，由曲线长度和半径计算出偏角值，对偏角进行选择性取整作为采用值；

计算大圆曲线的外距、切线长，大圆曲线是关于X轴(或Y轴)对称的，利用外距确定交点，令其为H点；再利用切线长和偏角值可计算出切点位置，定为Q₁；同样方法可以在另一象限找到另一个切点Q₁′，连接HQ₁、HQ₁′，并延伸与Y轴(或X轴)相交，切线Q₁H和H Q₁′形成了JD₁；

选择小圆的曲线长，由曲线长度和半径计算出偏角值，对偏角进行选择性取整作为采用值；计算小圆曲线的外距、切线长，小圆曲线是关于Y轴(或X 轴)对称的，利用外距确定交点，令其为I点；再利用切线长和偏角值可计算出切点位置，定为Q₂；同样方法可以在另一象限找到另一个切点Q₂′，连接Q₂I、 IQ₂′，并延伸与X轴(或Y轴)相交，由Q₂I和IQ₂′形成了JD₂；JD₁和JD₂不共用切线，并不影响设计计算；