一种基于曲率特征的叶片曲面统一离散方法技术

一种基于曲率特征的叶片曲面统一离散方法，步骤为：一选定截面线r，确定圆弧段中心点B1，B2；二从B1，B2点求出纵向曲率线L2，L6；三从B1，B2两侧找到4点V1，V2，V3，V4；四在叶片两端求出经过该4点的纵向曲率线L1，L3，L5，L7；五L1，L2，L3作为等参数线，对L1，L3中间区域参数化，确定边界线l1，l3；L5，L6，L7作为等参数线，对L5，L7中间区域参数化，确定边界线l5，l7；六分别确定截面线r上圆弧中心点M1，M2；七确定经过M1，M2纵向曲率线L4，L8；八以L2，L4，L6，L8和l1，l3，l5，l7为新参数域的等参数线，重新参数化；九根据新参数对曲面进行非均匀离散。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供，它是一种用于宽行数控加工中用于刀轨规划的工件曲面的离散方法，它涉及一种宽行数控加工中离散刀位点的选取方法，属于曲面数控加工
。
技术介绍
等参数线法是数控加工中常用的刀轨规划方法之一，该方法主要是让刀具沿着工件曲面的一个参数方向运动。等参数线法依赖于曲面的参数化。在常用的CAM系统中，曲面造型一般采用的是弧长参数化，该种参数化方法没有考虑到曲面的弯曲情况，因此可能会产生参数线扭曲或者波动的情况，不利于实际加工。而基于曲率线网的参数化方法能够很好的兼顾曲面的局部弯曲特征，但是在实际的复杂曲面时，曲面的局部造型误差会影响到曲率线的全局走势，从而很难得到可信的曲率线网格。在实际的宽行加工编程系统中，一般先对工件曲面进行离散。传统的曲面离散方法中，均匀离散方法是直接在选取均匀参数网格，非均匀离散方法则主要是通过曲面的局部特征(如弧角变化)来调整离散网格的密度。上述传统的曲面离散方法都是基于曲面既有参数进行离散的，没有解决曲面参数线扭曲的所带来的问题。一般叶片曲面的参数线扭曲一般发生在进排气边附近，而进排气边附近的圆弧过渡的中心位置处的曲率线走势因其两个主曲率差距大而一般比较稳定，受曲面造型的误差影响较小，而且该处的曲率线一般不会发生扭曲和翻越叶盆叶背的情况，具有叶盆叶背“分界线”的特点。本专利申请考虑了曲面参数线扭曲的情况，结合叶片曲面的上述特征，提出一种基于有限条曲率线的重新参数化方法。并且给出在重新参数化的基础上对曲面进行离散的过程。`
技术实现思路
1、目的:本专利技术的目的是提供，用以解决叶片进排气边附近参数线扭曲造成的刀轨波动问题。2、技术方案:本专利技术主要是通过以下技术方案来实现。本专利技术，它包括以下步骤:步骤一选定一个有代表性的截面线r，确定其上进排气边圆弧段的中心点B1;B2位置。具体过程如下:选定叶片的某一条等参数线S(U，Vtl)作为叶片的一条截型线(如图2中标示有点的截型线所示)，计算该截型线的曲率分布r3 ,、 ￡(? VqI_1] k(tt)其中 L(u, v0) = Suu(u, v0).n(u, v0)，E(u, v0) = Su(u, v0).Su(u, v0)，n(u, v0)为曲面在点(U，V0)处的单位法矢。如图4所示，函数k(u)随着u的从小到大的会由两个突变，不妨设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于曲率特征的叶片曲面统一离散方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一选定一个有代表性的截面线r，确定其上进排气边圆弧段的中心点B1，B2位置；具体过程如下：选定叶片的某一条等参数线S(u，v0)作为叶片的一条截型线，计算该截型线的曲率分布k(u)=L(u,v0)E(u,v0),其中L(u，v0)＝Suu(u，v0)·n(u，v0)，E(u，v0)＝Su(u，v0)·Su(u，v0)，n(u，v0)为曲面在点(u，v0)处的单位法矢，函数k(u)随着u的从小到大的会由两个突变，设给定阈值系数F，定义当k(u)≥F×k0时，u处于突变位置之内；分别记录第一个突变的起始位置U1s和终止位置U1e，第二个突变的起始位置U2s和终止位置U2e；定义运算std(a)=a+1,a<0;a-1,a>1;a,0≤a≤1.Add(a,b)=a+b,a≤b;a+b+1,a>b..令U2=std(Add(U1s,U1e)2),U6=std(Add(U2s,U2e)2).则U2和U6即为圆弧过渡的中心位置；如果不加说明，都有v0＝0；std(a)运算保证了结果落在参数的定义域内；Add(a，b)则是考虑到突变区域跨越参数域边界的情况；k0实际上表示截型线的平均曲率；圆弧过渡的中心 位置一般对应着截型线的最弯处；U2和U6的确定通过选取叶片多条截型线，分别通过上述步骤计算，再取平均值得到；U2和U6确定了点B1，B2；步骤二从B1，B2点出发向叶片两端求出经过点B1，B2的两条纵向曲率线L2，L6；具体过程如下：令u2，1＝U2，u6，1＝U6，v1＝0如果己知曲率线上第i个点，首先确定第二条曲率线下一点的参数值；计算叶片曲面在点(u2，vvi)处与V方向相近的主方向D2，i，则下一点P2，i+1＝S(u2，i，vi)+step×D2，i，其中step为给定的步长，其大小影响V方向的离散精度；再计算点P2，i+1在曲面上对应的参数值(u2，i+1，vi+1)，当vi+1≥1时，上述步骤终止；对于j＝6，确定叶片曲面在点(uj，i，vi)处与V方向相近的主方向dj，i，则uj,i+1=uj,i+(vi+1-vi)×|Su(uj,i,vi)||Sv(uj,i,vi)|×dj,i,从而第j条曲率线第i+1个点的参数值为(uj，i+1，vi+1)；对于i＝2，6，记Ui对应的曲率线为Li；步骤三在代表截面线r上，从B1，B2两点出发，分别在该点两侧进排气边圆弧范围内找到4个指定点V1，V2，V3，V4；给定距离值dis1，dis2，计算U1，U3，U5，U7，使得dis1=∫U1U2|S′(u,v0)|du,∫0U2|S′(u,v0)|du≥dis1;∫U11|S′(u,v0)|du+∫0U2|S′(u,v0)|du,∫0U2|S′(u,v0)|du<dis1dis1=∫U2U5|S′(u,v0)|du,∫U20|S′(u,v0)|du≥dis1;∫U21|S′(u,v0)|du+∫0U5|S′(u,v0)|du,∫U21|S′(u,v0)|du<dis1dis2=∫U5U6|S′(u,v0)|du,∫0U6|S′(u,v0)|du≥dis2;∫U51|S′(u,v0)|du+∫0U6|S′(u,v0)|du,∫0U6|S′(u,v0)|du<dis2dis2=∫U6U7|S′(u,v0)|du,∫0U6|S′(u,v0)|du≥dis2;∫U61|S′(u,v0)|du+∫0U7|S′(u,v0)|du,∫0U6|S′(u,v0)|du<dis2则U1，U3，U5，U7即为所需求的圆弧上V1...

【技术特征摘要】
1.一种基于曲率特征的叶片曲面统一离散方法，其特征在于:它包括以下步骤:步骤一选定一个有代表性的截面线r，确定其上进排气边圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志同，甘植旺，吴献珍，徐义平，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，昌河飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
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