一种叶片截面线的中弧线构造与几何特征分割方法技术

本发明专利技术提供一种叶片截面线的中弧线构造与几何特征分割方法，解决现有中弧线构造方法无法判断内切圆是否存在和无法处理缘头附近区域曲率剧烈变化下迭代区间选择，及几何特征分割所采用的方法无法适用于叶片缘头误差大、轮廓分布无规律、缘头曲率变化剧烈真实制造状态的问题。该方法通过遍历测量叶片求取中弧线，并基于设计缘头的几何信息，在剩余弧长与中弧线构造点增量的约束下提取圆心，再基于投影于中弧线上的圆心与设计叶片缘头处的圆弧角度对测量截面线进行分割。该方法不受叶片制造、测量等过程所引入的误差的影响，叶片在前缘与后缘区域的特征分割具有更高的精度，且适合于更多的叶片类型，为叶片几何模型重建提供更有效的参考。更有效的参考。

【技术实现步骤摘要】
一种叶片截面线的中弧线构造与几何特征分割方法


[0001]本专利技术属于航空发动机叶片几何建模
，具体为一种叶片截面线的中弧线构造与几何特征分割方法。

技术介绍

[0002]叶片作为航空发动机的关键零部件，具有外形复杂、精度要求高、制造难度大等特征，不满足设计精度要求的叶片将极大的影响发动机整体的推力性能。为此，对制造后的叶片进行几何模型重建是评价叶片制造精度、提高工艺水平的有效手段。
[0003]叶片几何模型重建一般是在测量数据的基础上通过构建叶片截面线并进行扫掠而完成的。其中，如何基于测量数据构造截面线是叶片几何模型重建技术的关键。叶片截面线由叶盆、叶背、前缘和后缘曲线组成，前缘和后缘作为截面线的缘头部分，是最重要的几何特征，并通过分离点将前缘、后缘与叶盆、叶背曲线分割。中弧线作为叶盆、叶背曲线间内切圆圆心的拟合线，是叶片截面线的骨架，是构造叶片几何模型的基础，尤其是中弧线端点处的内切圆，与几何特征分割点具有直接关系。
[0004]目前常用的中弧线构造方法一方面无法完备的解决内切圆是否存在的问题，另一方面也无法处理缘头本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶片截面线的中弧线构造与几何特征分割方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、从叶片测量数据中获取截面的缘头近似区域及缘头附近区域的离散点，形成离散点集，并通过拟合获得截面线曲线s
c
；步骤2、计算离散点集中缘头近似区域的所有离散点在截面线曲线s
c
上的弧长参数平均值，并利用该值在截面线曲线s
c
上对应的点，将截面线曲线s
c
分割为曲线s1和s2；步骤3、由曲线s1上与缘头位置距离最远的离散点p
b
为圆上的一点做与曲线s2相切的圆；若能够得到与曲线s2相切的圆，则将该圆记做内切圆c1，并以该内切圆c1的圆心作为中弧线的起始构造点，分别将内切圆c1与曲线s1和s2的相交点记做p1和q1；若否，以曲线s2上与缘头位置距离最远的离散点q
b
为圆上的一点做与曲线s1相切的圆，将该圆记做内切圆c1，并以该内切圆c1的圆心作为中弧线的起始构造点，分别将内切圆c1与曲线s1和s2的相交点记做p1和q1；步骤4、从曲线s1上与点p1相邻的离散点开始，沿靠近缘头位置的方向依次获取曲线s1上离散点与曲线s2的内切圆c2、内切圆c3、
…
，以内切圆c2、内切圆c3、
…
的圆心作为中弧线的第二构造点、第三构造点、
…
，并分别获取内切圆c2分别与曲线s1和s2的相交点p2和q2、内切圆c3分别与曲线s1和s2的相交点p3和q3、
…
；直至相交点p
i
和q
i
在曲线sc上的弧长小于或等于设计叶片缘头的弧长，执行步骤5；或者，直至满足|c
i
‑
c
i
‑1|＜|c
i
‑1‑
c
i
‑2|/2或(c
i
‑
c
i
‑1)
·
(c
i
‑1‑
c
i
‑2)＜0，执行步骤6；步骤5、剔除内切圆c
i
，并提取曲线s
c
中弧长参数处于点p
i
与q
i
之间的点，进行圆拟合，获取拟合圆c
f
及其圆心，跳转至步骤7；步骤6、剔除内切圆c
i
，并将c
i
的圆心作为拟合圆c
f
的圆心；步骤7、将起始构造点、第二构造点、第三构造点、
……
第(i
‑
1)构造点拟合为中弧线m，将拟合圆c
f
的圆心沿中弧线m的法线方向进行投影，得到投影点c
e
，并将该点作为中弧线的终点，完成叶片截面线的中弧线构造；步骤8、获取c
e
在中弧线上的切线方向t，并将该向量分别顺逆时针旋转设计缘头处圆弧角度θ的一半，并与截面线曲线s
c
相交，获得测量截面缘头几何特征的两个分离点a1和a2，根据分离点a1和a2对叶片截面线进行分割。2.根据权利要求1所述叶片截面线的中弧线构造与几何特征分割方法，其特征在于：步骤3中，所述由曲线s1上与缘头位置距离最远的离散点为圆上的一点做与曲线s2相切的圆具体为：定义曲线s1为源曲线s
s
，离散点为源曲线s
s
上的测试点p，曲线s2为目标曲线s
t
；第一步：对于源曲线s
s

【专利技术属性】
技术研发人员：侯尧华，王晶，赵卫，赵华龙，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：