一种保持局部特性的航空发动机叶片曲面重构方法技术

本发明专利技术公开一种保持局部特性的航空发动机叶片曲面重构方法。首先在装夹航空发动机叶片毛胚后，对其实际曲面外形进行在机测量获取实际外形测量点坐标；进而利用曲面预定位优化模型将叶片待重构曲面通过空间旋转与平移贴近实际外形测量点，生成预定位曲面；然后以所测量的实际外形测量点坐标和预定位曲面为基础，计算网格变形所需锚点；最后通过预定位曲面的拉普拉斯坐标与变形锚点反求变形后三角网格模型上各顶点的笛卡尔坐标，将变形后各顶点相连接形成的三角网格模型视为可保持局部特性的重构曲面模型。本发明专利技术可以将叶片实际表面局部特性传递给重构曲面，使重构曲面能够更加真实地反映叶片的实际形状，提高航空发动机叶片的加工效率和加工精度。叶片的加工效率和加工精度。叶片的加工效率和加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种保持局部特性的航空发动机叶片曲面重构方法


[0001]本专利技术属于机械制造加工领域，具体涉及一种保持局部特性的航空发动机叶片曲面重构方法。

技术介绍

[0002]叶片是航空发动机中的关键零部件，其加工质量直接影响着航空发动机的整体性能。叶片类零件表面为自由曲面，加工工艺复杂，最终需要通过磨抛工序来保证其表面质量能够满足使用要求。为了实现更精确的磨抛加工刀具路径规划以及精密测量，往往需要获取叶片毛坯表面或成品叶片实际形状。曲面重构技术能够一次性大范围地获取自由曲面在加工过程中的实际形状，因此该技术常应用于航空发动机曲面几何信息的获取以及逆向工程。然而，传统的曲面重构技术在获取了曲面上部分点坐标后，往往通过最小二乘法拟合曲面的实际形状，在此过程中未考虑曲面的局部特性，导致最终重构的曲面形状可能会出现局部失真的情况，从而无法真实地反映航空发动机叶片曲面的全局真实形状。因此，研发一种可真实反映航空发动机叶片曲面局部特性的重构方法具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，提出了一种基于拉普拉斯网格变形的可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保持局部特性的航空发动机叶片曲面重构方法，其特征在于：采用以下步骤：步骤1：采集实际叶片毛坯数据，并根据实际叶片毛坯数据进行曲面预定位；步骤2：获取拉普拉斯网格变形锚点矩阵U；步骤3：通过拉普拉斯网格变形重构毛坯曲面。2.根据权利要求1所述一种保持局部特性的航空发动机叶片曲面重构方法，其特征在于：在步骤1中，所述曲面预定位是使待重构曲面与叶片毛坯实际外形测量点接近的优化过程。3.根据权利要求2所述一种保持局部特性的航空发动机叶片曲面重构方法，其特征在于：在步骤1中，通过优化过程，改变待重构曲面在空间中的坐标位置以获取与叶片毛坯实际外形测量点更为接近的曲面，实现曲面预定位，其中采用的目标优化函数s
dis
及其对应的约束条件s.t.描述为：为：式中：S
d
为待重构曲面，S
d
(u
i
,v
i
)为待重构曲面S
d
上第i个距离实际外形测量点最近的点坐标；S
p
为预定位曲面，S
p
(u
i
,v
i
)表示使用S
d
(u
i
,v
i
)计算得到的预定位曲面S
p
上的点坐标，u
i
和v
i
为预定位曲面S
p
上的参数，其取值范围为[0,1]；m
i
为第i个实际外形测量点坐标；N为实际外形测量点的个数，i＝1,2,
…
,N；R为坐标旋转矩阵，α、β和λ分别为待重构曲面S
d
绕X、Y和Z轴的旋转角度；T为坐标平移矩阵，Δx、Δy和Δz分别为待重构曲面S
d
沿X、Y和Z轴的平动距离。4.根据权利要求3所述一种保持局部特性的航空发动机叶片曲面重构方法，其特征在于：在步骤2中，获取拉普拉斯网格变形锚点矩阵U的过程为：步骤2.1：将叶片预定位曲面S
p
(u,v)转换为三角网格模型R＝(V,E,P)，其中V为点集，E为边集，P为三角面片集；步骤2.2：将步骤1中的任一实际外形测量点m
i
投影到三角网格模型R＝(V,E,P)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：万能，殷浩林，高晓兵，乔虎，沈晓刚，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：