一种直纹面压气机叶轮叶片曲面的调整方法.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CN108916113A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810608941.1(22)申请日2018.06.13(71)申请人中国北方发动机研究所（天津）地址300400天津市北辰区永进道96号(72)发明人林森李欣宋志伟刘烨佟鼎(74)专利代理机构天津滨海科纬知识产权代理有限公司12211代理人杨慧玲(51)Int.Cl.F04D29/30(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图6页(54)发明名称一种直纹面压气机叶轮叶片曲面的调整方法(57)摘要本发明提供了一种直纹面压气机叶轮叶片曲面的调整方法，首先根据已知直纹面叶片轮缘和轮毂端的准线分别计算出两端的厚度分布，然后根据需求调整厚度分布，并根据调整前后的厚度差值计算拟合出新的直纹面准线，继而在新的准线上定位直线段端点并拟合新的直纹面，完成曲面调整。该方法能够实现直纹面叶片曲面调整，满足直纹面压气机叶轮设计、仿真和加工的需求。CN108916113ACN108916113A权利要求书1/3页1.一种直纹面压气机叶轮叶片曲面的调整方法，其特征在于包含如下步骤：a、计算已知直纹面叶片轮缘和轮毂端的厚度分布值，并分别拟合轮缘和轮毂端的厚度分布曲线；b、根据轮缘和轮毂端的厚度调整目标，分别调整其厚度分布曲线，并计算调整前后的厚度差值；c、根据厚度差值分别计算轮缘和轮毂端的新的准线点集的坐标值，并拟合轮缘和轮毂端的新的准线；d、在新的准线上定位直线段端点，分别构建压力面和吸力面上直线族并拟合新的压力面和吸力面直纹面。2.根据权利要求1所述的一种直纹面压气机叶轮叶片曲面的调整方法，其特征在于：在步骤a中，应用等弧长的方法在叶片轮缘和轮毂端准线上抽取n个离散点，按照从进口到出口的顺序排列各点，形成以下4组点集的坐标值：压力面轮缘：Ai(xAi,yAi,zAi),i＝1ton；吸力面轮缘：Bi(xBi,yBi,zBi),i＝1ton；压力面轮毂：Ci(xCi,yCi,zCi),i＝1ton；吸力面轮毂：Di(xDi,yDi,zDi),i＝1ton；按照式(1)计算出轮缘厚度分布值：按照式(2)计算出轮毂厚度分布值：在平面坐标系上绘制厚度分布点(i,TABi)，采用B样条曲线拟合分布点，形成轮缘厚度分布曲线；在平面坐标系上绘制厚度分布点(i,TCDi)，采用B样条曲线拟合分布点，形成轮毂厚度分布曲线。3.根据权利要求2所述的一种直纹面压气机叶轮叶片曲面的调整方法，其特征在于：在步骤b中，轮缘端的厚度分布曲线调整方法为：根据需要调整厚度分布曲线，得到新的厚度分布曲线，提取厚度分布点(i,Tabi),i＝1ton；按照式(3)计算轮缘端的单边厚度差值：式中，TABi为轮缘厚度分布值。4.根据权利要求3所述的一种直纹面压气机叶轮叶片曲面的调整方法，其特征在于：在步骤c中，定义轮缘端新的准线点集的坐标值如下：压力面轮缘：ai(xai,yai,zai),i＝1ton；吸力面轮缘：bi(xbi,ybi,zbi),i＝1ton；轮缘端的新准线点集的坐标值的计算公式如下：2CN108916113A权利要求书2/3页求出各点坐标值后，通过空间点集拟合三维B样条曲线，即为新的轮缘端准线。5.根据权利要求4所述的一种直纹面压气机叶轮叶片曲面的调整方法，其特征在于：在步骤d中，新的压力面的的构建过程为：从原先的直纹面叶型曲面上抽取m条等参数直线段，并获取直线段端点的坐标，形成以下四组点集的坐标值：压力面轮缘：Ej(xEj,yEj,zEj),j＝1tom；压力面轮毂：Fj(xFj,yFj,zFj),j＝1tom；定义新的准线上对应的直线段端点点集的坐标值：压力面轮缘：ej(xej,yej,zej),j＝1tom；压力面轮毂：fj(xfj,yfj,zfj),j＝1tom；压力面轮缘：按照公式(10)(11)(12)计算新的准线上对应的直线段端点坐标值；i值取值满足zAi≤zEj≤zA(i+1)(10)xej＝xai+u(zej-zai)/w(11)yej＝yai+v(zej-zai)/w(12)其中Ui＝xA(i+1)-xAiVi＝yA(i+1)-yAiWi＝zA(i+1)-zAiui＝xa(i+1)-xaivi＝ya(i+1)-yaiwi＝za(i+1)-zai压力面轮毂：3CN108916113A权利要求书3/3页按照相同的方式计算新的准线上对应的直线段端点坐标值fj(xfj,yfj,zfj),j＝1tom；压力面创建：连接压力面轮缘直线段端点和对应的压力面轮毂直线段端点，形成直线族ejfj，j＝1tom，采用放样的方式创建新的压力面。4CN108916113A说明书1/8页一种直纹面压气机叶轮叶片曲面的调整方法