[發(fā)明專利]基于線性變化螺旋角混凝土攪拌葉片的設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410405986.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104182574A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李斌;王凱威;劉杰;肖凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 沈陽(yáng)優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 呂敏

1.一種基于線性變化螺旋角混凝土攪拌葉片的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：葉片從筒口到筒底連續(xù)變化，包括如下步驟：

第一步：根據(jù)平面等角對(duì)數(shù)螺旋線R＝R₀×e^kθ，根據(jù)其性質(zhì)k＝cotβ，得出的關(guān)系式：

R'/R＝k＝cotβ??(1)

其中，R為極徑，θ為極角，R₀為起始極徑，設(shè)定R₀＝1，k為常數(shù)，β為螺旋角，R'表示R對(duì)θ求導(dǎo)，e為數(shù)學(xué)歐拉常數(shù)，是自然對(duì)數(shù)函數(shù)的底數(shù)；

第二步：根據(jù)式(1)通過(guò)改變其K值，其取值范圍為0.25～0.36，以改變螺旋角β，設(shè)定錐段筒筒口為小直徑處，筒底為大直徑處，設(shè)各段筒筒口和筒底處的k值為k_j，j＝1，2，3…n+1，n為攪拌筒的段數(shù)，n≥3且n為整數(shù)，設(shè)定筒口錐段葉片起始k值為k₁，筒底錐段葉片結(jié)束k值為k_n+1，且k_n+1＞k₁，令k₁與k_n+1沿筒軸線方向線性變化，得到k值沿筒軸線方向的變換率PP為：

PP=kn+1-k1Σi=1nNi---(2)]]>

其中N_i,i＝1，2，…n,表示各段筒軸線方向長(zhǎng)度；

根據(jù)式(2)確定各段筒在連接處的k值k_j，即：j＝2,3…n：

kj=k1+pp×(Σi=1j-1Ni)---(3)]]>

第三步：設(shè)定D_l為攪拌筒筒口、筒底及各段筒連接處的直徑，l＝1，2…n+1；設(shè)定前錐段R_2m-1為筒口對(duì)應(yīng)的極徑，前錐段R_2m為筒底對(duì)應(yīng)的極徑；底錐段R_2n-1為筒底對(duì)應(yīng)的極徑，底錐段R_2n為筒口對(duì)應(yīng)的極徑，令各錐段筒的k值沿極徑R方向線性變化，得到各錐段筒k值變化率P_m：

Pm=km+1-kmR2m-R2m-1,m=1,2···n,m≠n-1---(4)]]>

式中：前錐段：R2m-1=Dm2sinηm,R2m=Dm+12sinηm,]]>

底錐段：R2n-1=Dn2sinηn,R2n=Dn+12sinηn,]]>

η_m為各錐段的圓錐素線角，m＝1，2…n，m≠n-1，

根據(jù)式(1)和式(4)得到圓錐段螺旋線微分方程：

R′R=km+Pm×(R-R2m-1)---(5)]]>

k_m表示各錐段筒起始k值，即：m＝1,2…n，m≠n-1；

圓柱段筒葉片曲線采用變斜率曲線來(lái)代替對(duì)數(shù)螺旋線，把圓柱段筒的k值作為展開(kāi)曲線的斜率，令k值沿軸向線性變化；得到

圓柱段筒k值變化率：Pn-1=kn-kn-1Nn-1---(6)]]>

根據(jù)式(6)和曲線斜率的函數(shù)關(guān)系得到圓柱段螺旋線微分方程：

dydx=kn-1+Pn-1y---(7)]]>

第四步：由式(5)得到各錐段筒的螺旋線方程為：

RR+km/Pm-R2m-1=Pm×R2m-1km×e(θ-θm)×(km-Pm×R2m-1)---(8)]]>

由式R＝R₀×e^kθ，R₀＝1，得到式中m＝1,2…n，m≠n-1；

由式(6)、(7)得出圓柱段筒的螺旋線方程為：

y=kn-1Pn-1×(ePn-1×x-1)---(9)]]>

其中x、y為平面坐標(biāo)系方向，x是沿圓柱筒直徑方向，y為圓柱筒軸線方向，x為自變量，y為因變量。