螺旋桨叶片曲面数控加工几何模型研究 被引量：18

1

作者 任秉银 刘华明 唐余勇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期84-87,共4页

目前在螺旋桨叶片曲面数控加工中，普遍存在着加工效率太低的现象，如何在保证加工精度的前提下提高加工效率已成为急待解决的问题。通过给出一般螺旋桨叶片工作面的方程，应用微分几何理论推导了数控加工所用球头铣刀的最大允许半径计... 目前在螺旋桨叶片曲面数控加工中，普遍存在着加工效率太低的现象，如何在保证加工精度的前提下提高加工效率已成为急待解决的问题。通过给出一般螺旋桨叶片工作面的方程，应用微分几何理论推导了数控加工所用球头铣刀的最大允许半径计算公式、走刀步长以及切削行距的计算公式，给出了根据刀具运动包络面计算实际加工误差的方法，最后通过实例验证了所建立模型的可行性和可靠性。 展开更多

关键词 螺旋桨 数控加工 球头铣刀 几何模型 叶片曲面

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汽轮机叶片曲面加工变形预测技术研究 被引量：2

2

作者 江敏 齐龙 谌永祥 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第8期136-140,共5页

汽轮机薄壁叶片的加工变形一直是工程困扰的问题,文章采用ABAQUS有限元软件对汽轮机薄壁叶片的加工变形进行分析研究,主要在金属切削有限元理论的基础上对汽轮机薄壁叶片的加工变形进行金属切削有限元模拟,实现了接近实际加工的三维铣... 汽轮机薄壁叶片的加工变形一直是工程困扰的问题,文章采用ABAQUS有限元软件对汽轮机薄壁叶片的加工变形进行分析研究,主要在金属切削有限元理论的基础上对汽轮机薄壁叶片的加工变形进行金属切削有限元模拟,实现了接近实际加工的三维铣削有限元模拟,对叶片加工变形进行控制,为实际加工薄壁叶片时切削参数的选择、优化提供依据。 展开更多

关键词 叶片曲面 加工变形 有限元

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叶片曲面微结构加工刀位轨迹规划 被引量：2

3

作者 蔡永林 高超峰 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期111-117,共7页

针对基于单齿刀具的叶片曲面微结构加工效率不高的问题,以小叶轮为例对叶片曲面微结构加工进行了深入研究.先根据待加工叶片曲面的曲率信息,设计一种高效的微结构侧铣加工专用刀具——多齿鼓形刀;然后以叶轮叶片曲面五轴数控加工为背景... 针对基于单齿刀具的叶片曲面微结构加工效率不高的问题,以小叶轮为例对叶片曲面微结构加工进行了深入研究.先根据待加工叶片曲面的曲率信息,设计一种高效的微结构侧铣加工专用刀具——多齿鼓形刀;然后以叶轮叶片曲面五轴数控加工为背景,利用多齿鼓形刀对叶片曲面微结构的加工进行刀位轨迹规划,使加工出的微结构分布均匀;最后以计算实例验证提出方法的有效性,并计算其刀位轨迹长度和加工仿真的时间,与单齿刀具进行比较.结果证明:采用多齿鼓形刀所生成的刀位轨迹长度和加工仿真时间都约为单齿刀具的1/3,加工效率得到了明显的提高,约为单齿刀具的3倍. 展开更多

关键词 叶轮加工 刀轨规划 叶片曲面 多齿鼓形刀 微结构加工

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汽轮机叶片曲面加工铣削力预测模型研究

4

作者 江敏 谌永祥 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第3期129-133,137,共6页

文章针对汽轮机叶片曲面的加工特点,建立了铣削力模型,并从瞬时切削厚度的角度分析了数控工艺参数对铣削力模型的影响。在金属切削有限元模拟的基础上,运用Matlab和Abaqus软件结合四因素四水平正交模拟试验法验证了铣削力模型。并运用... 文章针对汽轮机叶片曲面的加工特点,建立了铣削力模型,并从瞬时切削厚度的角度分析了数控工艺参数对铣削力模型的影响。在金属切削有限元模拟的基础上,运用Matlab和Abaqus软件结合四因素四水平正交模拟试验法验证了铣削力模型。并运用汽轮机叶片铣削加工实验进一步验证了铣削力模型和金属切削有限元模拟模型的有效性。 展开更多

关键词 叶片曲面 铣削力模型 瞬时切削厚度 工艺参数 有限元

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翼型叶片类曲面B样条曲线拟合算法研究

5

作者 李传军 王立萍 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期144-157,共14页

为了获得工作性能更优的翼型叶片类曲面和更加光顺的拟合刀具轨迹曲线,对叶片类曲面离散刀具轨迹在基于等效升力最大条件下进行B样条曲线重构。利用流线位置与质点运动位置变量一一对应的连续函数关系,建立离散刀具轨迹与基于流体力学... 为了获得工作性能更优的翼型叶片类曲面和更加光顺的拟合刀具轨迹曲线,对叶片类曲面离散刀具轨迹在基于等效升力最大条件下进行B样条曲线重构。利用流线位置与质点运动位置变量一一对应的连续函数关系,建立离散刀具轨迹与基于流体力学特性的升力约束联系,以机翼空气动力在翼型上的等效升力作为约束条件,用B样条曲线描述中弧线,对基于流体力学特性的离散刀轨用B样条曲线重构,在满足曲率的极小值分段,端点插值、端点切矢连续和最大允许误差下拟合等效升力刀具轨迹。选择海星型离散点和亚音速压气机叶片翼型平面叶栅叶片的B样条曲线拟合仿真和加工,对算法进行了有效性验证,B样条曲线拟合加工的叶片表面三维形貌比直线拟合方式加工的更光滑、均匀,能够获得更低的残留高度和更高的表面质量。 展开更多

关键词 翼型叶片类曲面 等效升力 B样条曲线 拟合技术

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基于MATLAB的叶片四次NURBS曲面反求重构及分析 被引量：4

6

作者 赵晓运 宋绪丁 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第7期59-67,共9页

为了提高涡轮增压器叶片曲面反求设计的精度和光顺性,在MATLAB环境下,基于曲面型值数据,利用双四次NURBS理论与方法,通过编程和大量计算等,重构了叶片曲面模型。经过与双三次NURBS叶片曲面模型误差的数据分析和图形对比,结果表明:四次NU... 为了提高涡轮增压器叶片曲面反求设计的精度和光顺性,在MATLAB环境下,基于曲面型值数据,利用双四次NURBS理论与方法,通过编程和大量计算等,重构了叶片曲面模型。经过与双三次NURBS叶片曲面模型误差的数据分析和图形对比,结果表明:四次NURBS曲线的误差和波动要小于三次的误差和波动;升高一次的四次NURBS曲线曲面反求设计具有更高的造型精度和光滑度。研究结论有助于在工程实践中,对复杂的自由型曲线曲面逆向工程的高效数据计算,为更精准、更光滑造型等提供支持和借鉴。 展开更多

关键词 四次NURBS曲面反求重构 NURBS造型方法 误差与光顺分析 叶片曲面设计

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矿用通风机叶片类曲面的计算机辅助造型

7

作者 宫龙颖 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第11期100-102,共3页

通风机的使用效率在一定程度上取决于叶片曲面的造型与加工,因此提出了一种矿用通风机叶片类曲面的计算机辅助造型方法,首先利用工业产品描述中广泛采用的三次非均匀B样条来完成通风机叶片曲面各截面线的拟合,主要包括节点矢量的计算、... 通风机的使用效率在一定程度上取决于叶片曲面的造型与加工,因此提出了一种矿用通风机叶片类曲面的计算机辅助造型方法,首先利用工业产品描述中广泛采用的三次非均匀B样条来完成通风机叶片曲面各截面线的拟合,主要包括节点矢量的计算、反算控制顶点和用德布尔算法正算曲线上的点三部分,再利用计算机软件完成叶片曲面的造型。 展开更多

关键词 矿用通风机 叶片曲面 三次非均匀B样条 计算机辅助造型

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任意曲面叶片四坐标数控加工刀位轨迹的生成方法 被引量：7

8

作者 吴宝海 王尚锦 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期64-67,共4页

提出了一种四坐标联动等残留高度端铣加工任意曲面叶片的方法.针对刀轴摆动的四坐标机床,首先建立了后跟角和摆转角之间的函数关系,以满足加工过程中刀轴矢量始终平行于摆刀平面的要求,然后采用平底刀的等残留高度方法进行刀位轨迹规划... 提出了一种四坐标联动等残留高度端铣加工任意曲面叶片的方法.针对刀轴摆动的四坐标机床,首先建立了后跟角和摆转角之间的函数关系,以满足加工过程中刀轴矢量始终平行于摆刀平面的要求,然后采用平底刀的等残留高度方法进行刀位轨迹规划,并通过调整后跟角使加工带宽最大化.该方法在提高四坐标联动加工效率的同时,也使得将五坐标联动加工刀位轨迹的规划方法移植到四坐标中成为可能. 展开更多

关键词 数控加工 任意曲面叶片 刀位轨迹 等残留高度

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涡轮分子泵曲面叶片抽气特性研究 被引量：3

9

作者 匡永麟 王晓冬 +2 位作者 张国玉 张鹏飞 杜志华 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期731-736,共6页

涡轮分子泵广泛应用于半导体与薄膜工业、核物理及表面科学等领域,是获得超高真空环境的核心机械设备。本文从一体成型的涡轮转子的可加工性出发,提出了一种涡轮叶片的结构改进方案,并分别使用二维模型和三维模型对改进前后的结构进行... 涡轮分子泵广泛应用于半导体与薄膜工业、核物理及表面科学等领域,是获得超高真空环境的核心机械设备。本文从一体成型的涡轮转子的可加工性出发,提出了一种涡轮叶片的结构改进方案,并分别使用二维模型和三维模型对改进前后的结构进行性能评估:在相同几何结构下,二维模型计算单级涡轮叶列的何氏系数略高于三维模型,压缩比略低于三维模型。同时,改进模型在解决涡轮叶片叶根可加工性的同时,其最大何氏系数和最大压缩比均有一定程度的提升。 展开更多

关键词 涡轮分子泵 曲面叶片 抽气性能 结构设计 数值计算

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仿尺蠖机器人曲面爬行步态分析与中枢模式发生器规划 被引量：3

10

作者 金英连 任杰 +2 位作者 冯伟博 黎建军 王斌锐 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1104-1110,共7页

风电叶片爬壁机器人的曲面爬行步态是研究难点。为此建立了含3个T型和2个I型关节的5自由度仿尺蠖机器人机构模型;通过几何关系分析机构对球曲面的适应性,基于吸附稳定状态建立关节角度幅值与曲率半径之间的函数关系,采用余弦函数设计翻... 风电叶片爬壁机器人的曲面爬行步态是研究难点。为此建立了含3个T型和2个I型关节的5自由度仿尺蠖机器人机构模型;通过几何关系分析机构对球曲面的适应性,基于吸附稳定状态建立关节角度幅值与曲率半径之间的函数关系,采用余弦函数设计翻转步态轨迹;基于反馈学习方法、自适应频率Hopf振荡器和Kuramoto耦合,设计关节中枢模式发生器(CPG)单元及其网络;通过学习平面翻转步态得到CPG网络参数初值,再通过在线调节关节角度幅值规划球曲面翻转步态。通过Matlab和Adams联合仿真分析了CPG网络的稳定性;进行了实物样机测试,测试了在叶片曲面上的翻转步态。研究结果表明,利用吸附稳定所需角度幅值可将平面步态调节为曲面步态,CPG在线调节步态规划方法有效。 展开更多

关键词 控制科学与技术 爬壁 叶片曲面 Hopf振荡器 步态规划 中枢模式发生器

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叶片型面快速测量方法及系统研究 被引量：3

11

作者 曲兴田 刘继明 +1 位作者 杨旭 刘孝龙 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期237-242,共6页

获取叶片型面数据主要有接触式与非接触式两种方法,在非接触式等步长测量方法的基础上,提出一种叶片型面快速测量的新方法,并通过实验验证其测量效率和测量精度.在获取理论模型数据点的基础上,用改进的直线夹角法提取叶片截面曲线的特征... 获取叶片型面数据主要有接触式与非接触式两种方法,在非接触式等步长测量方法的基础上,提出一种叶片型面快速测量的新方法,并通过实验验证其测量效率和测量精度.在获取理论模型数据点的基础上,用改进的直线夹角法提取叶片截面曲线的特征点,将其与原数据进行比对,计算Hausdroff距离;在保证曲线拟合精度的前提下减少测点数目.搭建测量硬件系统,开发自动测量软件,实现获取叶片型面数据的非接触式等步长测量和按截面曲线特征点的快速测量.最后进行等步长式与快速测量式两组实验,对测量数据进行数据处理并对比测量误差,验证了快速测量方法的可行性. 展开更多

关键词 叶片曲面 快速测量 型值点提取 非接触式测量 Hausdroff距离

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自由曲面数控加工刀具的研究 被引量：7

12

作者 周纯江 曹焕亚 《工具技术》 北大核心 2005年第5期67-69,共3页

对自由曲面数控加工中的刀具进行了较深入的研究。从刀具有效半径和切削速度的角度,对平头立铣刀在五坐标自由曲面加工中的加工效率与切削性能进行了分析。提出了球头刀和平头刀的刀位计算方法,并对叶片曲面的刀具轨迹进行了仿真模拟。

关键词 加工刀具 自由曲面加工 平头立铣刀 数控加工 切削速度 有效半径 切削性能 加工效率 计算方法 仿真模拟 刀具轨迹 叶片曲面 五坐标 球头刀 刀位

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采用虚拟立体视觉的航空发动机叶片点云测量方法 被引量：1

13

作者 吴军 马凯 +2 位作者 徐海涛 王志军 于之靖 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第11期1705-1710,共6页

叶片作为航空发动机的重要零部件,加工成本极为昂贵,为了实现对残损叶片的修复,必须精确获取叶片曲面点云数据,为修复提供数据支持。为此,研究了一种采用虚拟立体视觉的测量方法,首先分析虚拟立体视觉系统的数学模型,利用非参模型及精... 叶片作为航空发动机的重要零部件,加工成本极为昂贵,为了实现对残损叶片的修复,必须精确获取叶片曲面点云数据,为修复提供数据支持。为此,研究了一种采用虚拟立体视觉的测量方法,首先分析虚拟立体视觉系统的数学模型,利用非参模型及精密靶标实现对系统内外参数的标定,然后采用KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)算法结合外极线约束实现了叶片散斑点之间的立体匹配,最后采用点到投影射线距离平方和最小化作为约束条件求解叶片点云空间坐标,得到叶片曲面点云数据。实验结果表明,根据本文方法获取的叶片曲面点云数据拟合出的叶片曲面相关系数大于0.99,叶片曲面几何参数均值误差小于0.2 mm。本方法针对发动机叶片点云测量这一特殊应用环境,提出了一种简化的测量方法,实现了叶片点云的高精度、高可靠性测量。 展开更多

关键词 虚拟立体视觉 叶片曲面 立体匹配 点云空间坐标

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反向工程在NURBS曲面造型中的研究与应用 被引量：2

14

作者 刘慧 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期101-104,共4页

文章介绍了工程领域中叶片曲面造型在国内外的发展情况,针对曲面造型中存在的形状数据与建模所需数据不符的问题,推导了曲面初始二维数据向三维数据的转换关系,提出了一种将反向工程用于叶片曲面的NURBS几何建模方法,提高了此类曲面在... 文章介绍了工程领域中叶片曲面造型在国内外的发展情况,针对曲面造型中存在的形状数据与建模所需数据不符的问题,推导了曲面初始二维数据向三维数据的转换关系,提出了一种将反向工程用于叶片曲面的NURBS几何建模方法,提高了此类曲面在实际生产中的设计精度。 展开更多

关键词 计算机应用 叶片曲面 反向工程 非均匀有理B样条

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叶片导流式组合造型双NURBS曲线插补数控加工 被引量：1

15

作者 阴俊霞 《工具技术》 2018年第1期97-101,共5页

针对不能用解析法定义的轴流式叶片的复杂曲面,按导流方向将其划分成多张流向一致的曲面,采用双NURBS曲线插补方式,克服了传统数控系统直线、圆弧插补的局限性。以叶片旋转轴线和法兰端面作为定位基准,在五轴数控龙门铣床上采用焊接拉... 针对不能用解析法定义的轴流式叶片的复杂曲面,按导流方向将其划分成多张流向一致的曲面,采用双NURBS曲线插补方式,克服了传统数控系统直线、圆弧插补的局限性。以叶片旋转轴线和法兰端面作为定位基准,在五轴数控龙门铣床上采用焊接拉耳、千斤顶和拉杆拉压夹紧工件,运用"3+2"五轴联动、按导流方向走刀的数控加工方法。结果表明,加工出的叶片曲面几何形状精度显著提高,颠覆了"砂型铸造、砂轮铲磨、立体样板检测"的传统加工方法,生产效率提高了5倍以上。 展开更多

关键词 叶片曲面 导流方向 NURBS插补 焊接拉耳 NGC系统 五轴数控

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一种新型小型风力发电机叶片建模方法研究 被引量：3

16

作者 徐浩 朱益红 韩建景 《电气制造》 2011年第5期46-47,62,共3页

以三维建模软件SolidWorks 2010为平台,针对一种新型300W小型风力发电机产品提出了两种不同的叶片建模方法,分别为直接建模与结合数学模型的间接建模方法,并对数学模型进行优化改进,提高了叶片曲面的外形的准确性。

关键词 小型风力发电机 建模方法 叶片曲面 SOLIDWORKS 三维建模软件 数学模型 电机产品 直接建模

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六轴联动叶片砂带抛磨中接触轮姿态的确定 被引量：10

17

作者 石璟 张秋菊 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第2期196-200,共5页

对六轴联动数控砂带抛磨机床在叶片自由形面加工过程中接触轮的位姿进行了研究。以加工过程中接触轮与被加工曲面法向接触为出发点,提出了针对接触轮在加工过程中位姿的定义方法。分析了接触轮母线形式对被加工区面适应能力的影响。为... 对六轴联动数控砂带抛磨机床在叶片自由形面加工过程中接触轮的位姿进行了研究。以加工过程中接触轮与被加工曲面法向接触为出发点,提出了针对接触轮在加工过程中位姿的定义方法。分析了接触轮母线形式对被加工区面适应能力的影响。为避免加工过程中干涉,基于接触轮旋转自由度的有效空间,提出了避免干涉的方法。以切削带宽最大为目标,提出了接触轮第六自由度的控制原则;并对接触轮的位姿控制参数进行了仿真验证。 展开更多

关键词 数控砂带抛磨 叶片曲面抛磨 刀具姿态 叶片加工

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三元叶片型面造型对离心压缩机叶轮气动性能影响的数值研究 被引量：10

18

作者 孙晔晨 田玉宝 +3 位作者 席光 王志恒 赵会晶 樊宏周 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期135-141,共7页

以某一离心压缩机中的任意曲面叶轮为研究对象,将其"直纹面化"以降低制造成本,同时研究发现,直纹面化处理后任意空间曲面三元叶轮的气动性能下降。为了提升直纹面叶轮的气动性能,通过设计8+1套改型设计方案、调整叶片型线控... 以某一离心压缩机中的任意曲面叶轮为研究对象,将其"直纹面化"以降低制造成本,同时研究发现,直纹面化处理后任意空间曲面三元叶轮的气动性能下降。为了提升直纹面叶轮的气动性能,通过设计8+1套改型设计方案、调整叶片型线控制点、改变叶片前缘及尾缘坐标,并借助流体计算软件Numeca进行了数值模拟,由此求得了性能曲线及内部流场。结果显示:当直纹面叶轮叶片进口安装角扩大时,气动性能明显下降,反之亦然;当直纹面叶轮叶片出口安装角扩大时,压比的提升较为明显,叶片出口安装角缩小时,效率的改善更为显著;综合改进叶片前缘与尾缘的型线,可使直纹面叶轮的气动性能显著提高。研究表明,直纹面叶轮气动性能对叶片型线变化非常敏感,通过适当地改进型线可以有效提升直纹面叶轮的气动性能,使之不低于原任意曲面叶轮的气动性能。 展开更多

关键词 三元叶片 任意曲面叶片 直纹面叶片

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一种四次NURBS曲线反求控制顶点方法及应用 被引量：6

19

作者 赵晓运 宋绪丁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期270-277,共8页

用提高方程阶次的方法,可以光顺和高效地反求复杂的自由型曲线曲面。基于B样条方法和贝齐尔方法逐步线性递推的性质和联系,推出了NURBS曲线插值控制顶点反求的一般算法表达式。结合边界条件,详细给出了一种四次NURBS曲线插值控制顶点反... 用提高方程阶次的方法,可以光顺和高效地反求复杂的自由型曲线曲面。基于B样条方法和贝齐尔方法逐步线性递推的性质和联系,推出了NURBS曲线插值控制顶点反求的一般算法表达式。结合边界条件,详细给出了一种四次NURBS曲线插值控制顶点反求的矩阵方程和配套算法公式。通过对涡轮增压器叶轮叶片双四次NURBS曲面的逆向重构,并将该构造曲面与双三次的构造曲面进行数据对比分析,四次构造曲线的曲率比对应的三次构造曲线的曲率,减少了36.20%;四次构造曲面高斯曲率的最大值比三次的减少了2.04%,最小值减少了99.55%,曲面的光顺性得到明显提高。研究结果证实了该矩阵方程和配套算法公式的可行性和正确性。研究结论可为工程实践中,对复杂的自由型曲线曲面的逆向重构和数字化制造,提供有效的支持和借鉴。 展开更多

关键词 控制顶点反求 NURBS曲线插值 递推算法 叶片曲面重构

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潜水搅拌器转轮的三维造型

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作者 黄道见 盛降 +2 位作者 李维斌 朱荣生 潘中永 《农机化研究》 北大核心 2004年第2期230-231,共2页

本课题进行的转轮实体造型的研究是有Pro/ENGINEER软件,通过输入数据来进行三维造型,为以后分析打下基础。

关键词 潜水搅拌器 转轮 三维造型 叶片曲面 曲面光顺

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