一种压气机叶片中弧线计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109948299A(43)申请公布日2019.06.28(21)申请号201910288695.0(22)申请日2019.04.11(71)申请人哈尔滨电气股份有限公司地址150000黑龙江省哈尔滨市松北区创新一路1399号(72)发明人刘海旭冯永志张春梅郑智文孙涛邓祥泉李翔宇王鑫(74)专利代理机构哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙)23209代理人李晓敏(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种压气机叶片中弧线计算方法(57)摘要一种压气机叶片中弧线计算方法，属于燃气轮机技术领域。解决了现有计算方法迭代次数多，且在压气机叶片前缘、尾缘附近往往误差较大，结果不理想的技术问题。本发明的技术要点：直接在背弧上求得一点E，使得该点的横坐标为C、D两点横坐标的平均值。然后在法线上寻找一点O，使得O到点A、点E的距离相等。以O为圆心，||OA||为半径作圆，根据该圆与背弧的交点个数判断点O是否为内切圆圆心。如若不是，以新的C、D点构成的圆弧为搜索范围继续寻找。每循环一次都会将目标范围缩小，一般只需要迭代3-5次即可找到中弧线上的点，缩短了计算时间，提高了计算效率。CN109948299ACN109948299A权利要求书1/1页1.一种压气机叶片中弧线计算方法，其特征在于：具体步骤如下，步骤一，读入叶片截面离散数据，划分为叶盆、叶背、前缘圆弧、尾缘圆弧四部分；步骤二，应用最小二乘法分别拟合叶盆曲线fy1、叶背曲线fy2；步骤三，叶盆曲线fy1上选取一点A，求fy1在A点处法线ff1，与叶背曲线fy2交于点B，以线段AB中点O’为圆心，||AB||为直径作圆；步骤四，若该圆与fy2交于一点C且B点与C点重合，则该圆为内弧、背弧共有的内切圆，O’为内切圆圆心，即中弧线上的一点；步骤五，若该圆与fy2交于两点C、D，且两点之间的距离||CD||<delta，其中delta为设置的阈值，认为该圆为内弧、背弧共有的内切圆，O’为内切圆圆心，即中弧线上的一点；步骤六，若该圆与fy2交于两点C、D，且两点之间的距离||CD||>delta，在fy2上找一点E，使得该点的横坐标为C、D两点横坐标的平均值；在法线ff1上寻找一点O，使得O到点A、点E的距离相等，即||OA||＝||OE||；以O为圆心，||OA||为半径作圆；步骤七，判断该圆与fy2的交点个数，重复步骤四到步骤六，直到找到内弧、背弧共有的内切圆，其圆心O即是中弧线上的一点；步骤八，对内弧上所有点，按照步骤四到步骤七的方法，基于叶盆曲线、叶背曲线获得中弧线上所有的点；步骤九，将求得的中弧线上所有的点用三次样条曲线拟合，检验每一个点斜率、曲率是否存在突然跳跃，若有舍去突跃点，结束。2.根据权利要求1所述的一种压气机叶片中弧线计算方法，其特征在于：步骤二中叶盆曲线fy1、叶背曲线fy2的拟合采用移动的最小二乘法，即每次拟合仅取几个连续的离散点，保证曲线拟合的精度，并确保A点处法线ff1与叶背曲线fy2的交点落在叶背曲线fy2上。3.根据权利要求2所述的一种压气机叶片中弧线计算方法，其特征在于：步骤三中叶盆曲线fy1在A点处的内切圆圆心落在A点处法线ff1上。4.根据权利要求3所述的一种压气机叶片中弧线计算方法，其特征在于：步骤四中以线段AB中点O’为圆心，线段AB的长度为直径作圆，该圆是叶盆曲线fy1在A点处的内切圆，且与fy2至少有一个交点。5.根据权利要求4所述的一种压气机叶片中弧线计算方法，其特征在于：步骤六中以O为圆心，||OA||为半径作圆时，该圆与叶背曲线fy2有一个或两个交点，点E必为其中一个。6.根据权利要求5所述的一种压气机叶片中弧线计算方法，其特征在于：以O为圆心，||OA||为半径作圆，该圆与叶背曲线fy2有两个交点(C’、D’)时，再次寻找叶背曲线fy2上一点E’时，C、D、C’、D’四点按横坐标排序，以中间两点横坐标的平均值作为E’的横坐标。2CN109948299A说明书1/5页一种压气机叶片中弧线计算方法技术领域[0001]本发明涉及一种叶片中弧线计算方法，具体涉及一种压气机叶片中弧线计算方法，属于燃气轮机技术领域。背景技术[0002]叶片是燃气轮机发动机的重要零件，它在高温、高压、高转速状态下运转，决定了其工作环境的恶劣。为满足发动机高性能、高可靠性及长寿命的要求，叶片必须具有精确的尺寸、准确的形状。尤其是在逆向工程领域，根据叶片的测量结果反求出叶片截面的各项设计参数是必须的，其中进口几何角、出口几何角、前缘角、尾缘角、最大挠度、最大厚度等参数的求解都需要首先知道叶片截面的中弧线。因此，中弧线作为提取叶片截面参数