一种涡轮叶片隔肋参数化造型方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103244197103244197B(45)授权公告日2014.12.24(21)申请号201310136193.9(22)申请日2013.04.18(73)专利权人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人席平杨炯张宝源胡毕富唐家鹏(74)专利代理机构北京永创新实专利事务所11121代理人周长琪(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)G06F17/50(2006.01)审查员翟灵慧权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图4页附图4页(54)发明名称一种涡轮叶片隔肋参数化造型方法(57)摘要本发明公开一种涡轮叶片隔肋参数化造型方法，在UG中导入叶片内型实体；在叶片内型实体上纵向选取n个基准点，依次进行：1、建立基准面；2、建立固定基准面；3、基准面旋转α度，得到参考基准面与α表达式；4、基准面内部创建草图，草图内创建矩形截面线框与矩形截面线框长度与宽度的表达式；5、扫掠n个矩形截面线框，生成1个隔肋工具体；6、隔肋工具体与叶片内型实体进行布尔求差运算，得到具有1个隔肋反相特征的叶片内型实体；重复上述步骤，生成具有m个隔肋反相特征的叶片内型实体；在UG中导入叶片外型实体减去具有m个隔肋反相特征的叶片内型实体，得到带有m个隔肋的涡轮叶片。本发明能够快速准确的进行直型或弯扭型隔肋参数化造型。CN103244197BCN1032497BCN103244197B权利要求书1/1页1.一种涡轮叶片隔肋参数化造型方法，其特征在于：基于UG环境，通过下述步骤实现：步骤1：在UG中导入涡轮叶片内型实体文件；在UG中建模模块，导入存在的涡轮叶片内型实体文件；使UG绝对坐标系O(x,y,z)中原点O位于涡轮发动机的轴线上，Z轴正向位于叶高方向，X轴正向为沿发动机中心线从前向后方向，Y轴正向按右手直角坐标系确定；步骤2：在叶片内型实体的叶盆或叶背曲面上纵向选取n个基准点，进行步骤3～6；其中，n≥2，则第i个基准点坐标为Oi(xi,yi,zi)；步骤3：建立基准面XOiY；以单位向量为方向，建立轴OiAi；并以为平面法向量，建立基准面XOiY；步骤4：建立固定基准面YOiZ；建立与UG绝对坐标系中平面YOZ重合的固定基准面YOiZ；步骤5：建立参考基准面Y'OiZ'；将固定基准面YOiZ作为参考面，令逆时针为负，则将固定基准面YOiZ以OiAi为轴旋转角度α后，所得到的平面即为参考基准面Y'OiZ'；在步骤5中当参考基准面建立完毕后，UG自动生成旋转角度参数α的表达式；步骤6：在基准面XOiY内部创建草图，并在草图内创建一个同时包含定形参数和定位参数的矩形截面线框；其中，定形参数为矩形截面线框的长度l与宽度w；定位参数为基准点Oi位置，需使基准点Oi位置位于矩形截面线框左侧边中点处，并使矩形截面线框的左侧边与参考基准面Y'OiZ'平行；在步骤6中，当创建矩形截面线框完毕后，UG自动生成矩形截面线框长度l的表达式与矩形截面线框宽度w的表达式；通过上述步骤可分别获得n个基准点对应的n个矩形截面线框；同时获得n个旋转角度参数α的表达式以及n个矩形截面线框的长度l与宽度w表达式；步骤7：按照步骤2中n个基准点选取顺序，依次扫掠n个基准点通过步骤2～6对应创建的矩形截面线框，生成1个隔肋工具体，将隔肋工具体和叶片内型实体进行布尔求差运算，得到具有1个隔肋反相特征的叶片内型实体；步骤8：返回步骤2，进行下一个隔肋工具体的生成；通过上述步骤可生成具有m个隔肋反相特征的叶片内型实体；步骤9：在UG中导入叶片外型实体，从叶片外型实体中减去叶片步骤8中的具有隔肋反相特征的叶片内型实体，得到具有m个隔肋的涡轮叶片。2.如权利要求1所述一种涡轮叶片隔肋参数化造型方法，其特征在于：所述n个基准点在叶片内型实体叶盆或叶背曲面上纵向由上至下或由下至上依次选取。3.如权利要求1所述一种涡轮叶片隔肋参数化造型方法，其特征在于：所述α的取值范围为：-π/2＜α＜π/2。4.如权利要求1所述一种涡轮叶片隔肋参数化造型方法，其特征在于：所述长度l与叶片内型实体完全相交；且w＞0。2CN103244197B说明书1/4页一种涡轮叶片隔肋参数化造型方法技术领域[0001]本发明涉及涡轮叶片设计技术领域，具体来说，是一种涡轮叶片隔肋（又称隔墙）参数化造型方法，可适用于直型隔肋与弯扭型隔肋的造型。背景技术[0002]涡轮发动机广泛应用于航空、轮船以及大型工程车辆，涡轮前温度的提升是提高发动机推力的重要措施，然而涡轮前温度受到涡轮叶片材料耐受性的限制。因此，精细化冷却空气、增强冷却气体对涡轮叶片的冷却效果对提高涡轮发动机的效率有重要意义。[0003