李 强，刘海初，黄 勇

(新疆工程学院 机械工程系，新疆 乌鲁木齐 830011)



叶片零件的逆向设计与分析*

李 强，刘海初，黄 勇

(新疆工程学院 机械工程系，新疆 乌鲁木齐 830011)

针对复杂曲面类零件的设计，研究采用逆向设计与有限元分析相结合的方法。以叶片零件为例，对其进行三维扫描、数据处理和曲面重构，并对重构模型进行有限元分析和结构优化改进。研究结果表明，采用逆向设计方法能够极大地加快设计速度，提高产品设计质量。

逆向设计；有限元分析；复杂曲面

1 逆向设计

叶片是一种设计难度很大的零件，设计方法通常有2种：1)做出符合要求的参数曲线，再根据曲线做出叶片曲面；2)采用逆向设计的方法，对现有叶片模型进行分析改进，使结构更趋优化。

逆向设计是采用一定的测量方法对实物或模型进行测量，根据测量数据采用三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程；是一个从样品生成产品数字化信息模型，并在此基础上进行产品设计、开发及加工制造的全过程[1]。

作为一种逆向思维的工作方式，逆向工程技术与传统的产品正向设计方法有所不同，它是根据已存在的产品或零件原型来构造产品的工程设计模型或概念模型，在此基础上对已有产品进行解剖、深化分析和再创造，是对已有设计的再设计[2]。正向工程与逆向工程设计流程如图1所示。

图1 正向工程与逆向工程设计流程

本文采用逆向设计的方法来进行叶片零件设计。叶片零件表面主要由自由曲线、曲面构成，使用正向设计很难达到设计要求。……