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基于3Dmax的燃烧室CBT开发.rar

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    编号:20181030002725470    类型:共享资源    大小:4.48MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-30
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    基于 Dmax 燃烧室 CBT 开发
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    Civil Aviation University of China毕 业 设 计( 论文)专 业: 飞行器动力工程 学 号: 070141407 学生姓名: 何小西 所属学院: 航空工程学院 指导教师: 张银波 二〇一一年 六 月中国民航大学本科生毕业设计( 论文)基于 3Dmax 的燃烧室 CBT 开发Development of CBT Combustion Chamber Based on 3Dmax Software专 业:飞行器动力工程学 号: 070141407学生姓名: 何小西学 院: 航空工程学院指导教师: 张银波2011 年 6 月创见性声明本人声明:所呈交的毕业论文是本人在指导教师的指导下进行的工作和取得的成果,论文中所引用的他人已经发表或撰写过的研究成果,均加以特别标注并在此表示致谢。与我一同工作的同志对本论文所做的任何贡献也已在论文中作了明确的说明并表示谢意。毕业论文作者签名: 签字日期: 年 月 日本科毕业设计(论文)版权使用授权书本毕业设计(论文)作者完全了解中国民航大学有关保留、使用毕业设计(论文)的规定。特授权中国民航大学可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计(论文)的复印件和磁盘。(保密的毕业论文在解密后适用本授权说明)毕业论文作者签名: 指导教师签名:签字日期: 年 月 日 签字日期: 年 月 日-i-摘 要论文主要讲述,在 PW4000 ATM 和 AMM 手册的基础上,利用 3Dmax 软件对PW4000 发动机燃烧室及其各附件进行建模,并用动画展示燃烧室的内部结构,包括:利用 3Dmax 软件完成燃烧室壳体(扩压机匣) ,火焰筒外层、内层,涡轮导向器,燃油喷嘴,火花塞,压气机出口导向叶片和封严环等部件的建模;把已经做好的模型合并到一个场景中,给每个模型设置好相应的动作,相应的时间,利用3Dmax 软件的动画功能生成视频文件来实现燃烧室的内部结构的展示。所用的建模方法有:几何体建模,放样建模,多边形建模等。利用 3Dmax 软件进行的燃烧室部件建模和动画显示过程,能够比较真实地再现燃烧室的内部结构,内部结构的展示直观清晰,不失为学习和研究发动机燃烧室内部结构的一种好方法。关键词:PW4000 发动机;燃烧室;动画展示;3Dmax;CBT-ii-ABSTRACTThis thesis introduces the PW4000 aero-engine combustion chamber and other accessories modeling methods with the help of 3Dmax software, which is based on the PW4000 engine ATM and AMM, and using animation to display the internal constitution of combustion chamber, comprise: with the use of 3Dmax software to complete combustion chamber case(diffuser case), outer combustion chamber, inner combustion chamber, turbine nozzle, fuel nozzles, igniter plug, compressor exit stator and seal, and other accessories modeling; merge the models which have been done into one scene, then set for each model the appropriate action and time, display the internal constitution of combustion chamber by the animation function of 3Dmax software. Modeling methods used: geometric modeling, lofting modeling, polygon modeling.The combustion chamber modeling and animation process by 3Dmax software, to compare a true reproduction of the internal structure of the combustion chamber, the display of the internal structure is clear and visual, and it’s a good way to study the internal structure of engine combustion chamber.Key words:PW4000 Aero-engine; Combustion Chamber; Animation; 3Dmax; CBT-iii-目 录1 引言 .................................................................................................................................11.1 课题背景 ................................................................................................................................11.2 PW4000 发动机结构与系统简介 ......................................................................................22 概述 .................................................................................................................................42.1 PW4000 发动机燃烧室主要部件介绍 .............................................................................42.1.1 扩压机匣 .......................................................................................................52.1.2 压气机出口静子叶片 ...................................................................................52.1.3 火焰筒 ...........................................................................................................62.1.4 喷油嘴 ...........................................................................................................92.2 3D max 软件介绍 ..................................................................................................................93 燃烧室各部件建模 .......................................................................................................103.1 燃烧室壳体建模 .................................................................................................................103.1.1 在视图中插入背景图片 .............................................................................103.1.2 绘制燃烧室壳体的剖面线 .........................................................................103.1.3 燃烧室实体造型 .........................................................................................123.2 火焰筒建模 ..........................................................................................................................183.2.1 火焰筒外层建模 .........................................................................................183.2.2 火焰筒内层建模 .........................................................................................193.2.3 涡轮导向器建模 .........................................................................................203.3 燃油 喷嘴与供油管等 零部件建模 .................................................................................213.3.1 燃油喷嘴建模 .............................................................................................213.3.2 供油管建模 .................................................................................................243.3.3 压气机出口导向叶片组件建模 .................................................................253.3.4 火花塞建模 .................................................................................................263.3.5 螺栓建模 .....................................................................................................274 动画 制作 .......................................................................................................................284.1 画的概念 ..............................................................................................................................284.2 制作装配动画 .....................................................................................................................284.3 内部结构展示 .....................................................................................................................294.4 渲染输出视频动画 ............................................................................................................31-iv-5 结 论 ...............................................................................................................................32参考文 献 ..............................................................................................................................33致 谢 ..............................................................................................................................34附录:外文 翻译资料 ..........................................................................................................35中国民航大学本科生毕业设计(论文)-1-1 引言1.1 课题背景随着现代科学技术的迅速发展,许多行业对生产、制造、使用、维护人员的技术要求也是越来越高。特别是在工程技术领域当中,要求专业技术人员掌握的专业知识大大提高,同时需要的技能培训也日益增多,传统的基于书本的训练存在着效率低下,知识更新慢等缺点;而基于实物操作的模拟训练又存在费用较高,在某些行业中不可行等缺点。随着近年来,计算机技术的突飞猛进,一种崭新的基于计算机的训练方式逐渐发展起来,在很多行业中,大有取代传统训练手段之势。这种训练方式称为 CBT(Computer Based Training) ,即基于计算机的训练。一个完整的 CBT 系统可以分为软件和硬件两个组成部分,其中软件部分主要指开发的程序、课件、数据库等;而硬件部分则是指计算机及其周边设备。CBT 的开发主要指软件部分的开发。作为一种新兴的训练手段,CBT 优点显而易见:(1)减少训练费用。CBT 系统集文字、图形、声音、动画甚至电影片段于一体,可以在很大程度上代替挂图、实物模型、训练模拟器等教学设施,也可以部分取代模拟实物操作,从而大幅节省训练费用。(2)提高训练效率。CBT 系统图文并茂、声色俱全、生动形象的效果,能将复杂的理论与实际问题直观地表示出来,充分发挥学员多感官接受信息的能力,取得较高效率。与此同时,学员可以灵活的安排自己的学习时间表,提高时间利用率。(3)保证教学的统一标准。由于学员的实际差异,统一的教学并不能保证统一的效果,而 CBT 保证每个学员所获得的教学环境是精确相同的。同时,因其采用标准化的评估手段,从而保证了学员掌握的程度符合统一的标准。(4)提高教师指导的针对性和效率。CBT 将教师从“广播” 、 “书写”功能中解放出来,使他们有更多的精力从事一对一的辅导,更有针对性解决学生的问题。这样既在部分程度上减轻了教师的负担,有提高了教师指导的针对性和效率。CBT 是利用课件,在教师的指导帮助下,由学生进行自主学习的一种方法。它属于计算机辅助教育 CBE(Computer Based Education)范畴。随着计算机科学的日益发展,CBT 在教育中得到了广泛应用。它是一门交叉学科,涉及教育学、心理学、信息学、系统学、计算机科学及教学等多个学科。CBT 的引入,大大简化了培训过程,提高了培训效果。CBT 利用多媒体、网络等一系列计算机技术,给教学训练带来了革命性的变化,它广泛应用于航空领域的培训和航空院校的专业课教学上,可以满足现在新型飞机的实践性教学的需要 [1]。中国民航大学本科生毕业设计(论文)-2-1.2 PW4000 发动机结构与系统简介PW4000 系列发动机是美国普拉特·惠特尼公司研制生产的双转子、轴流式、高涵道比涡轮风扇发动机,推力范围为 22200~26700daN(50000~60000 磅) ,不同推力等级的 PW4000 有:PW4000、PW4100、PW4400 发动机,可作为B747、B767、MD11、A300、A310、A330 飞机的动力装置。发动机的低压转子包括 1 级风扇,4 级低压压气机,4 级低压涡轮,高压转子包括 11 级高压压气机和 2 级高压涡轮,环形燃烧室。如图 1-1 所示:进气口:环形,固定唇口。内衬有消音材料。钛合金机匣。风扇:单级轴流式。钛合金轮毂上装有 38 片带凸台窄弦转子叶片(PW4086 为无凸台的宽弦空心叶片) ,风扇排气涵道的收敛度大,以减少气流流过静叶的气动损失。增压比为 1.66~1.76。低压压气机:4 级轴流式。PW4186 和 PW4084 分别为 5 级和 6 级(采用可扩散叶型转子叶片) ,鼓筒式焊接钛合金转子用螺钉固定在风扇盘上。最大转速为4012r/min。高压压气机:11 级轴流式。采用可扩散叶型,进口导流叶片和前 3 级整流叶片可调。第 1~8 级转子叶片为钛合金,第 9~11 级为镍基合金,其中第 9 级有 108 片,2~7 级、8~11 级分别做成整体电子束焊接鼓筒式转子,然后用螺栓连接成一体。采用了“热控”转子设计技术,以实现主动间隙控制。最大转速除 PW4052 为10300r/min 外,其余均为 10450r/min。图 1-1 PW4000 发动机剖面图中国民航大学本科生毕业设计(论文)-3-燃烧室:短环形。扩散机匣为整体铸造,滚轧成型火焰筒。24 个气动雾化喷油嘴,长度比 JT9D-7R4 短 106mm。PW4084 采用浮壁式燃烧室。高压涡轮:2 级轴流式。空气冷却。采用三维流计算方法设计,改善了根部流动,提高了效率。采用陶瓷外空气封严和主动间隙控制技术。轮盘为热等静压MERL76 镍基合金,第 1 级叶片为 PWA1480 单晶材料,第 2 级为 PW1422 定向凝固材料。导向器叶片有陶瓷涂层。低压涡轮:4 级轴流式(PW4168 和 PW4084 分别为 5 级和 7 级) 。采用三维流计算方法设计,转子叶片不冷却,材料为镍基合金。尾喷管:固定面积。带一个大的整流尾锥。外涵道上装有反推力装置。控制系统:全权限数字式电子控制系统,该系统具有多种功能,可控制“热控”转子、涡轮冷却空气、发动机慢车及瞬态工作时燃油流量、高压压气机进口导流叶片等,并可以与飞机其他系统组成综合控制和监控系统,可对推力进行精确调节 [2]。
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