[发明专利]一种基于家鸽羽翼结构特征的筛片仿生设计方法

说明书

本发明公开了一种基于家鸽羽翼结构特征的筛片仿生设计方法，包括以下步骤：第一步、选取家鸽右翼为生物模本,采用逆向工程技术获得其三维数值模型；第二步、建立家鸽右翼的三维直角坐标系；第三步、根据步骤第一步建立的家鸽右翼的实体模型提取翼形结构参数，优化翼形结构。本发明所提供的一种基于家鸽羽翼结构特征的筛片仿生设计方法，筛片的翼形结构使得粉碎室内总体压力差降低，有利于物料及时出筛，同时气流场内产生剧烈的涡旋运动，破坏了环流层原有较为规律的运动轨迹，产生了有利于物料出筛的运动。另外，这种剧烈的涡旋运动不断消耗能量，加大了物料与锤片间的相对速度，使得能被更快破坏粉碎。

技术领域

本发明属于粉碎机筛片设计制造技术领域，具体涉及一种基于家鸽羽翼结构特征的筛片仿生设计方法。

背景技术

粉碎加工是饲料加工中不可或缺的重要工序之一，粉碎机性能的好坏直接影响到企业的经济效益和饲料品质，锤片式粉碎机因其对原料适用性强、结构简单、操作简便等优点被广泛应用在饲料加工业中。

筛片是锤片式粉碎机的核心部件,在锤片粉碎机运转时，会在筛片内壁产生物料环流层，严重降低了锤片式粉碎机的效率。

家鸽在飞行过程中，羽翼展开，能够破坏局部气流场运动轨迹与筛片破坏物料环流层存在极大相似性。因此通过对家鸽的羽翼结构进行仿生设计，以提高筛片破坏物料环流层能力，变得越来越重要。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种能够提高粉碎机出筛效率的基于家鸽羽翼结构特征的筛片仿生设计方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于家鸽羽翼结构特征的筛片仿生设计方法，包括以下步骤：

S1、选取家鸽右翼为生物模本,采用逆向工程技术获得其三维数值模型；

S2、建立家鸽右翼的三维直角坐标系；

S3、根据步骤S1建立的家鸽右翼的实体模型提取翼形结构参数，优化翼形结构。

进一步地，所述步骤S3还包括以下子步骤：

S31、利用步骤S2中的三维直接坐标系中的Y-Z平面，沿翅根至翅尖方向对羽翼结构进行均匀截取，得到7个不同位置的剖面曲线；

S32、将步骤S31中取得的曲线通过曲率采样对其进行优化，减少平滑区域内点的数目降低拟合难度，保留高曲率区域内点数目以保留更多细节；

S33、对7组曲线进行分析，弃用不适宜曲线，最终选定第2、3、4组曲线；

S34、建立曲线坐标系，提取曲线上200到300个点；

S35、采用最小二乘法对S34中得到的上曲线进行拟合，得到上曲线特征方程。

S36、对所得2、3、4组曲线进行比对，相较于其余曲线，第2组曲线凸出程度最大，对物料的打击面积最大，最终选取第2组曲线为最终曲线；

S37、以S34中的特征曲线为基础得到翼形形状参数；

S38、结合粉碎室的结构，考虑到加工的方便性和成本，将筛片沿周向平均分成6等分，设计6组翼形结构；

S39、根据机翼的设计规范原则，选取翼型的最大相对弯度f、最大弯度相对位置x_f、最大厚度相对位置x_t等3项参数对翼形进行优化，设置好3项参数优化范围，设计出相应的响应面试验设计方案对参数进一步优化处理。