Creazione pale su un rotore

Buonasera a tutti, spero che sia la sezione giusta.
Ho bisogno di aiuto per delle operazioni che non riesco a fare.
Premetto che sono uno studente e sto cercando di realizzare un rotore di un compressore.

Devo effettuare una serie di operazioni per inserire le pale, ma non ci riesco. Mi aiuto con un disegno fatto in Paint per spiegarmi meglio.

Ho una specie di cono dalla forma complessa, che sostanzialmente è un solido ottenuto per rivoluzione.
Sulla superficie esterna del cono devo proiettare dall'alto (cioè in direzione assiale seguendo la freccia rossa) dei punti (che ho indicato in viola) dei quali conosco le coordinate (x,y).
Una volta che ho proiettato questi punti, devo trovarne altri a una certa distanza h_1, h_2, ..., h_i, ..., h_n dalla superficie del cono. È importante che ognuno dei punti di questo secondo gruppo venga trovato lungo la normale locale della superficie a partire dai punti proiettati in precedenza.
Dopo aver trovato questi due gruppi di punti devo costruirmi la superficie compresa e infine dare uno spessore per ottenere una specie di pala.

Sono riuscito a realizzare il solido di rivoluzione, a posizionare un piano sopra di esso e a creare i punti nel piano. A questo punto ho pensato di utilizzare la proiezione di una "curva su una superficie" e quindi li ho interpolati con una spline e poi l'ho proiettata sulla superficie, ma qui mi sono bloccato, perché (1) in questo modo sulla superficie ho solo la curva e perdo i singoli punti e (2) anche se avessi i punti sulla superficie non saprei come dire al software di mettere gli altri punti lungo la normale locale.
Qualche aiuto?

perché non inserisci una curva passante per punti inserisci>curva>passante per punti?
perché non alleghi il file di modo che chi ha la tua versione (sconosciuta) possa studiare il problema anziché riprodurlo, in maniera ovviamente diversa rispetto al tuo, e analizzare possibili soluzioni? se sei studente e stai facendo un modello scolastico non dovresti aver problemi di riservatezza del file

se sei uno studente inserire nel profilo Ingegnere aerospaziale è parecchio fuorviante

È possibile inserire il modello nella discussione o devo ricorrere a un sito esterno? Se sì, come posso fare? Avevo provato a metterlo come allegato, ma il sito mi restituisce un messaggio di errore riguardo l'estensione non valida.

Intanto allego un'altra immagine, magari con questa riesco a spiegarmi meglio, la situazione attuale a cui sono arrivato finora è questa.

Ho il cono, ho definito i punti (ne ho cerchiato uno in rosso) su un piano a una certa altezza e ho proiettato una loro curva interpolante sulla superficie lungo la direzione che ho indicato con la freccia in rosso.

Ciò che vorrei fare è ottenere, a partire da questa proiezione, un secondo insieme di punti lungo le normali locali (ne ho indicata una in verde).
Ho le distanze dalla superficie a cui dovrebbero andare questi nuovi punti.
Quello cerchiato in rosso ad esempio dopo averlo proiettato sulla superficie si troverà nella x arancione e seguendo la normale locale in verde si troverà nella x viola a una certa distanza dalla superficie.

Mi sono accorto che con la proiezione di una curva sulla superficie non ho le coordinate dei punti sulla superficie (pensavo che il software me le avrebbe restituite) e non so come indicare le diverse distanze a cui dovranno i vari punti.

Non so se sono riuscito a spiegarmi correttamente, ma questo è ciò che sto provando a fare.

È possibile inserire il modello nella discussione o devo ricorrere a un sito esterno? Se sì, come posso fare? Avevo provato a metterlo come allegato, ma il sito mi restituisce un messaggio di errore riguardo l'estensione non valida.

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fai uno zip

Ho il cono, ho definito i punti (ne ho cerchiato uno in rosso) su un piano a una certa altezza e ho proiettato una loro curva interpolante sulla superficie lungo la direzione che ho indicato con la freccia in rosso.

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come l'hai costruita e come l'hai proiettata?

Mi sono accorto che con la proiezione di una curva sulla superficie non ho le coordinate dei punti sulla superficie

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ipotizzando che l'altezza del solido sia la y stai dicendo che i punti che tu hai disegnato non mantengono le coordinate x e z una volta che giaciono sulla superficie curva del solido?

se il profilo è costante, quindi quella linea verde è sempre uguale e lo spessore anche, puoi creare un piano con il punto e la curva, su questo creare il profilo della pala e poi fare uno sweep con l'ultimo schizzo e la curva.

Nell'immagine che allego ti propongo una soluzione con funzioni di NX. Non so se in SW esistono comandi simili e questo lo chiedo agli esperti, ma potrebbe essere una indicazione.
Ciao

in sw esiste il comando curva attraverso punti.
nella 2014 non è possibile proiettare la curva su una superficie, non mi ricordo con le versioni successive. per questo ho chiesto come è stata costruita questa curva (se è una curva o una spline di schizzo 3D) e soprattutto come è stata proiettata.
non conosco Catia, ma sapendo che fa un gran uso di superfici anche complesse forse modellarlo con quello potrebbe essere più facile

Ho risolto! Grazie infinite!

e magari dicci in che maniera hai risolto in modo che il forum non sia solo pieno di domande ma anche di soluzioni.
do ut des

Inizio scrivendo subito che secondo me non si può fare come avevo inizialmente pensato, forse non c'è una corrispondenza diretta tra la sequenza di operazioni che avevo in mente con i comandi che il software offre.

Per gran parte di questi giorni ho messo da parte il CAD, ho fatto un passo indietro e ho riscritto il programma di calcolo relativo alla procedura di dimensionamento e ho fatto in modo da avere in uscita non le altezze locali lungo la normale, ma direttamente un numero arbitrario di coordinate (x,y,z) relative alla linea media della pala a seconda del livello di discretizzazione da me preferito.

Poiché inserire punti a mano porta via molto tempo, il passo successivo è stato allora quello di verificare quanti punti erano sufficienti. Ho fatto questo ragionamento: poiché è possibile interpolare con una spline mi servono almeno 4 punti per avere una cubica e l'ho fissato come limite minimo, con 3 finisco per avere una parabola ed è un'approssimazione troppo brutale.
Ho confrontato 4 punti con 5 e ho scoperto che nel mio caso (la forma della pala non è molto complessa) 4 punti si sono rivelati sorprendentemente molto accurati con un errore inferiore all'1% (relativamente alla scala della mia geometria).

Da qui in poi al CAD in poi ho provato diverse soluzioni.

Nella prima ho definito 4 piani a diverse altezze z e su ognuno ho definito manualmente i punti relativi all'estremità della pala attraverso le coordinate x e y e li ho interpolati con una spline. Poi ho creato una superficie tra le due curve (quella proiettata sulla superficie del cono e quella che interpola i punti sui 4 piani) e a questa ho assegnato uno spessore (la mia pala ha spessore costante e mi va bene questa soluzione). Poi ho ripetuto circolarmente per creare le altre pale.
Sembrava tutto risolto, il disegno era effettivamente finito, ma ho scoperto che ANSYS non è assolutamente in grado di riconoscere i solidi e legge tutto come superfici. Con i tool che offre l'ambiente SpaceClaim (è un modulo all'interno di ANSYS che prepara la geometria in ingresso per le operazioni successive che l'utente vuole) non sono stato in grado di unire le superfici tra loro e a creare volumi solidi e quindi sono ritornato in SolidWorks.
Aggiungo che comunque, osservando meglio il disegno, questa soluzione di assegnare uno spessore porta ad avere delle zone in cui da un lato la pala è sollevata, mentre dall'altro c'è l'intersezione tra il solido del cono con quello della pala.

Soluzione numero due: ho riscritto il programma di dimensionamento in modo da avere non le coordinate relative alla linea media della pala, ma a quelle di dorso e ventre (quindi ho 8 punti in uscita per l'estremità della pala).
In questo modo su un piano ho definito una curva chiusa, che ho proiettato sulla superficie del cono. Su altri 8 piani ad altezze diverse ho definito 8 punti per creare un'altra curva chiusa.
Poi mi è venuto in mente di creare un loft, ma non sono riuscito a creare un solido da quest'ultima funzione. Sono infatti necessarie 3 curve chiuse e non sono riuscito a ottenere la terza, perché non ho trovato un modo per "spezzare" la curva proiettata sulla base del cono (su questa curva proiettata non ci sono i singoli punti come vengono definiti in maniera ordinaria, forse c'è un modo per spezzare questa curva, ma non so farlo). Ho pensato quindi di creare ugualmente una superficie con un loft e poi di inserirne un'altra all'estremità della pala (relativamente al profilo chiuso fatto dagli 8 punti). A questo punto ho la pala completamente definita e non c'è neanche quel difetto alla base della pala con la soluzione precedente.
Il nuovo problema che ho dovuto affrontare è che ogni pala è definita per superfici. Ho provato diversi tool in ANSYS per farla diventare solida, ma non ci sono riuscito.

Soluzione numero tre: ho ripercorso gli stessi passi precedenti fino al loft. A questo punto ho creato 2 superfici e non una: la prima all'estremità della pala e l'altra alla base della pala (in realtà non ci sarebbe bisogno di questa perché c'è quella del cono).
Poi tra queste 3 superfici ho creato un volume. C'è una funzione (ora mi sfugge il nome) che ho provato e, perdonatemi il gioco di parole, "non ha funzionato". Sono riuscito con la funzione ispessimento e c'è direttamente l'opzione per creare un solido e ha funzionato.
Nuovo problema: la nuova superficie, che si sovrappone con quella del cono, non coincide perfettamente con quella del cono, per cui localmente ci sono zone in cui i due solidi (quello della pala e quello del cono) si sovrappongono e zone di vuoto. Se non sbaglio SolidWorks a questo punto mi riconosce pale e cono come corpi completamente diversi tra loro.
In ogni caso questo disegno viene letto correttamente da ANSYS e sono tutti corpi solidi: n pale e un cono.
Per ovviare al problema precedente ho deciso di fare così: ho creato pale un po' più alte e poi le ho traslate verso il basso (riportandole all'altezza giusta) facendole sprofondare dentro il cono. Poi ho fatto un'operazione booleana unendo gli n solidi relativi alle n pale con quello del cono. In questo modo non ho zone di vuoto o zone di compenetrazione: ho 1 solo unico solido. Sottolineo che ho fatto queste ultime due operazioni in ANSYS.

Insomma arrivato a questo punto il disegno è riuscito e corrisponde esattamente a quello che mi serve (come è facile immaginare le analisi che mi aspettano sono quelle aeroacustiche e ho diverse configurazioni, che hanno tutte come base questa geometria, da confrontare).

In ogni caso il nuovo problema che mi sono accorto di avere è che con questo disegno SolidWorks non mi permette di fare raccordi su nessuno spigolo.
Non è una cosa prevista nel dimensionamento che ho fatto, ma mi piacerebbe inserirne almeno uno al bordo d'attacco della pala. È più una curiosità che una necessità per vedere se c'è un miglioramento aerodinamico (che in realtà non mi aspetto se non minimo, almeno in termini di portata) e acustico (questo invece mi aspetto che sia più significativo).
Per il momento non ho altre soluzioni in mente se non inserire un'ulteriore punto a livello della linea media e crearmi una parabola, che è sufficiente, per simularlo già al momento della creazione delle curve.

Questa è la sintesi delle mie avventure, delle difficoltà che ho incontrato e del modo in cui sono riuscito a risolverle.
Spero che la mia esperienza possa tornare utile.

intanto grazie della condivisione. il forum cresce anche e soprattutto tramite la collaborazione reciproca.
qualche immagine dei passaggi della soluzione finale avrebbe reso più chiaro il concetto di quanto hai fatto; per te che ci hai sbattuto la testa sopra la descrizione che hai fatto è chiara mentre per gli altri potrebbe non esserlo (almeno io un po' mi sono perso)

SolidWorks non mi permette di fare raccordi su nessuno spigolo.
Non è una cosa prevista nel dimensionamento che ho fatto, ma mi piacerebbe inserirne almeno uno al bordo d'attacco della pala

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se metti un immagine e magari uno step (se ci sono problemi di riservatezza estrapola solo una porzione del modello facendo dei tagli al solido) in modo che si possa fare qualche prova.

ti rifaccio presente che se sei uno studente la professione ingegnere è fuorviante oltre che fallace.
scrivi la versione dei software sul profilo in modo che si sappia se eventuali tuoi file siano apribili e se le soluzioni tecniche siano compatibili con la versione.

MassiVonWeizen ha detto:

[...] qualche immagine dei passaggi della soluzione finale avrebbe reso più chiaro il concetto di quanto hai fatto [...]

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In questi giorni vedo argomentare meglio e di riuscire a inserire qualche immagine.

MassiVonWeizen ha detto:

[...] magari uno step (se ci sono problemi di riservatezza estrapola solo una porzione del modello facendo dei tagli al solido) in modo che si possa fare qualche prova. [...]

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Riguardano le mie attività di tirocinio e tesi di laurea magistrale in collaborazione con un'azienda.
Al limite vedo se posso condividere una geometria distorta nelle coordinate (come l'immagine del cono di base di qualche post fa), con lo scopo mostrare le funzioni.

MassiVonWeizen ha detto:

[...] ti rifaccio presente che se sei uno studente la professione ingegnere è fuorviante oltre che fallace. [...]

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Non giungere a conclusioni affrettate, le due cose non si escludono. C'è chi lavora mentre porta avanti gli studi, sono già laureato triennale e ho avuto opportunità di collaborare e interfacciarmi con delle realtà aziendali, anche se in quel contesto mi sono occupato principalmente di programmazione e marginalmente ero coinvolto in attività di disegno, perché era compito di altri attori.
Se anche volessi non potrei lasciare vuoto questo campo e nemmeno nasconderlo, perché chi ha creato il sito ha pensato di mettere questa informazione obbligatoria e in evidenza.
Sinceramente non mi importa dei pregiudizi che la gente formula nella propria testa e portano a conclusioni fuorvianti, perché è una cosa che non posso prevedere e provare a rimuoverli non rientra tra le mie competenze.
Per quanto mi riguarda ciò che è riportato sul mio profilo è la verità e la lascio così.

MassiVonWeizen ha detto:

[...] scrivi la versione dei software sul profilo in modo che si sappia se eventuali tuoi file siano apribili e se le soluzioni tecniche siano compatibili con la versione. [...]

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Non mi ricordo la versione. Sul profilo non scrivo niente, perché il software non è mio, al massimo potrei scrivere che ho la versione student di PTC Creo. In realtà ho prima realizzato un modello con quello a casa e poi ho dovuto rifarlo da zero là con SolidWorks, da qui tutti i problemi che ho esposto, perché le capacità dei due software sono diverse.