[发明专利]一种卵型壳体线型的计算机辅助设计方法

摘要

本发明一种卵型壳体线型的计算机辅助设计方法，涉及卵型曲线计算机辅助设计的技术领域，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。本发明设计方法是根据要设计的卵形壳体几何尺寸要求，建立一个矩形，采用计算机软件Excel表格计算中间缓和曲线参数和坐标，在CAD基本图形中，将中间缓和曲线逐点坐标计算成果数据导入，生成卵形壳体线型。本发明计算机辅助设计方法不仅容易设计出卵形壳体线型，还容易设计出卵形容器的壳体线型和卵形构件的构造线型的设计方法形成的卵形曲线。

主权项

一种卵型壳体线型的计算机辅助设计方法，其特征是：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，建立一个矩型，长边边长为a，短边边长为b；以矩型的中心建立坐标系统，纵轴为X轴，横轴为Y轴；设定矩型长边的大圆弧半径R1，以X轴为对称轴，切点为长边和X轴的交点；设定矩型的小圆弧半径R2，以Y轴为对称轴，切点为短边和Y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轴相交，切线Q1H和HQ1′型成了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轴相交，由Q2I和IQ2′型成了JD2；JD1和JD2不共用切线，并不影响设计计算；(2)计算Q1H方位角α0和IQ2′的方位角α′；在JD2的小圆曲线上选取δ1计算出τ1，确定出切点D，在JD1的大圆曲线上选取δ2计算出τ2，确定出切点C；将C、D两点切线与切线Q1H相交，得到M、N点，然后计算C、D两点切线方位角αNC和αMD，中间缓和曲线的中心角βF；计算圆心至C、D两点的方位角，计算C、D两点的坐标、距离SCD和方位角αCD；计算βa和βb，计算系数k1和k2；计算中间缓和曲线平均半径Rp和初始半径RC，计算中间缓和曲线计算长度Lf；然后将Lf分成若干微分段，计算曲线上逐点的曲线长Li、半径Ri、平均半径Rip、中心角βi、弦切角αi、方位角αj和矢径Ci；计算曲线上逐点坐标，并对逐点间弦长Cj求和，得出中间缓和曲线长度LF；(3)用LF代替Lf校正中间缓和曲线平均半径Rp和初始半径RC，然后再用LF和校正后的RC代入校正其余各参数，得到校正后的中间缓和曲线逐点坐标；将中间缓和曲线逐点坐标按Y数值不变、X数值反号，与大小圆曲线一同型成半幅CAD卵型图型；将半幅CAD卵型图型旋转360°，得到完整的卵型壳体线型，计算卵型壳体断面壳体线型长度，完成卵型壳体线型设计；所述的符号意义如下：R1‑大圆曲线半径；R2‑小圆曲线半径；Rp‑中间缓和曲线的平均半径；RC‑中间缓和曲线的初始半径；Ri‑中间缓和曲线上任意点的曲率半径；Rip‑‑中间缓和曲线上任意点与RC的平均半径；α1‑‑JD1的偏角；α2‑‑JD2的偏角；α0‑‑切线Q1H的方位角；α′‑‑切线IQ2′的方位角；αCD‑‑C、D两点的计算方位角；αi‑‑中间缓和曲线上任意点与C点切线NC的弦切角；αj‑‑中间缓和曲线上任意点的计算方位角；αMD‑‑小圆曲线上D点切线MD的计算方位角；αNC‑‑大圆曲线上C点切线NC的计算方位角；δ1‑‑设计时对小圆曲线以α2/2为基准预留的中心角；τ1‑‑设计时小圆曲线总的预留的中心角；δ2‑‑设计时对大圆曲线以α1/2为基准预留的中心角；τ2‑‑设计时大圆曲线总的预留的中心角；βF‑中间缓和曲线的中心角；βa‑αCD和αNC的弦切角；βb‑αCD和αMD的弦切角；βi‑‑中间缓和曲线上任意点的中心角；Lf‑‑中间缓和曲线的计算长度；LF‑‑中间缓和曲线的长度；Li‑‑中间缓和曲线上任意点的曲线长度；Ci‑‑中间缓和曲线上任意点Pi至缓和曲线起点C点的矢径；Cj‑‑中间缓和曲线上任一点i和i+1点之间的弦长；k1‑‑系数；C点的弦切角βa与βF的比值；k2‑‑系数；D点的弦切角βb与βF的比值。