正常情況下，軸對稱壓力容器的兩端開口為圓形極孔;特殊情況下，希望前封頭極孔纏繞成橢圓極孔，后封頭極孔纏繞成圓形極孔。如下圖所示：

前封頭-橢圓極孔 后封頭-橢圓極孔

本文根據非軸對稱芯模建模工具和IWIND非測地線算法，介紹橢圓極孔的線型設計方法。CADWIND高級功能，包括芯模編輯、落紗點軌跡編輯和運動軌跡編輯三部分。此案例需要了解容包括軸對稱芯模文件格式、非軸對稱芯模文件格式和非測地線可用纏繞角計算，軟件操作步驟如下：

1. 應用圓形截面建模工具，建立圓形極孔芯模，確定工藝紗寬和纏繞角度;

2. 應用電子表格軟件工具，建立橢圓極孔數據;

3. 應用橢圓截面建模工具，建立圓形極孔芯模，并替換相應橢圓極孔數據;

4. 應用軟件非測地線算法，設置相應摩擦系數，進行線型設計。

1. 建立幾何芯模

根據如下復合氣瓶芯模幾何尺寸，在軟件中建立芯模文件，并保存。氣瓶外徑100mm*長度300mm,瓶口直徑30mm*高度48.6mm(軸向橢圓輪廓/端口截面橢圓極孔-長軸直徑46.341，短軸直徑30)，瓶底直徑30mm*高度50mm(軸向橢圓輪廓/端口截面圓形極孔)。

1.1.建立圓形截面芯模

首先，先應用圓形截面建模工具，建立圓形極孔芯模，測試適用工藝紗寬和纏繞角度;隨后打開芯模文件，分析相應數據，提取端口截面橢圓極孔數據，如下：

建模步驟1-建立圓形截面芯模

建模步驟2-可行纏繞參數確定

根據上述可纏繞性測試，此案例芯模適用纏繞參數如下：工藝紗寬6mm，螺旋纏繞角度，可用纏繞角結合濕法纏繞摩擦系數應在非測地線穩定偏差角范圍變動。 根據實際幾何芯模尺寸，分析并確定前封頭擴孔高度48.618時的橢圓截面極孔(長軸直徑46.341，短軸直徑30)。當然也可以通過CAD軟件，直接建立非軸對稱格式的芯模文件。

建模步驟3--軸對稱芯模文件內容分析

1.2建立橢圓極孔曲線

接下來，應用電子表格軟件工具，建立橢圓截面數據。擴孔高度48.618內圓形截面極孔為橢圓截面極孔，長軸直徑46.341，短軸直徑30。橢圓參數方程如下：

接下來，根據非軸對稱芯模文件格式規范，建立相關截面的截面數據和截面曲線，數據如下：

建模步驟4--建立橢圓極孔曲線數據與圖形

1.3建立橢圓截面芯模

接下來，應用橢圓截面建模工具，建立圓形極孔芯模，隨后根據上述生成的橢圓極孔替代相應截面。

建模步驟5--建立橢圓截面芯模文件并替換相應截面數據

2.設計纏繞線型

接下來，應用軟件IWND非測地線算法，設置相應摩擦系數，調整纏繞角，進行線型設計。根據以上參數可知，結合非測地纏繞理論，濕法纏繞摩擦系數一般取值在0.12左右，故此后封頭可用纏繞角度應在21.5以下。

線型步驟1-調整纏繞參數并確定線型

3.應用結論

結論：此案例關鍵是了解軸對稱芯模文件和非軸對稱芯模文件的內容格式，并采用相關工具，正確地建立幾何模型。

原文標題：技術短篇7-橢圓極孔線型設計

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審核編輯：湯梓紅