、Pu、Qs、Qu、Rs、Ru共8个点为壁厚控制点，其中Ps为叶身外型叶盆叶背曲线最大内切圆与外型叶盆曲线a的切点，Pu为叶身外型叶盆叶背曲线最大内切圆与外型叶背曲线b的切点，Qs为外型叶盆曲线a上处于Hs与Ps之间的任一点，Qu为外型叶背曲线b上处于Hu与Pu之间的任一点，Rs为外型叶盆曲线a与外型前缘曲线的交点，Ru为外型叶背曲线b与外型前缘曲线的交点； 步骤2.4:根据外型叶盆曲线a上的四个壁厚控制点Hs、Ps, Qs, Rs对外型叶盆曲线a进行离散插值，得到外型叶盆曲线的基本型值点Si，i = 1,2, 3，4..n，并依据四个壁厚控制点HS、PS、QS、RS处的设计壁厚插值得到外型叶盆曲线a上所有基本型值点的设计壁厚；根据外型叶背曲线b上的四个壁厚控制点HU、PU、QU、RU对外型叶背曲线b进行离散插值，得到外型叶背曲线的基本型值点Uj，j = I, 2，3，4..n，并依据四个壁厚控制点Hu、Pu、Qu、Ru处的设计壁厚插值得到外型叶背曲线b上所有基本型值点的设计壁厚； 步骤2.5:将外型叶盆曲线的基本型值点Si，i = 1，2，3，4..n，沿外型叶盆曲线法线方向向内偏置对应壁厚距离，得到内型叶盆曲线的基本型值点S’ i，i = 1,2, 3，4..η;将外型叶背曲线的基本型值点Uj, j = I, 2，3，4..n，沿外型叶背曲线法线方向向内偏置对应壁厚距离，得到内型叶背曲线的基本型值点U’ j，j = 1，2，3，4..η; 步骤2.6:在内型叶盆曲线的基本型值点S’i中，i = 1,2, 3，4..n，去除壁厚控制点Ps对应的内型叶盆曲线基本型值点的前、后各一个内型叶盆曲线基本型值点，并用内型尾缘曲线靠近曲线a的一侧端点代替壁厚控制点Hs对应的内型叶盆曲线基本型值点；在内型叶背曲线的基本型值点U’ j中，j = I, 2, 3，4..n，去除壁厚控制点Pu对应的内型叶背曲线基本型值点的前、后各一个内型叶背曲线基本型值点，并用内型尾缘曲线靠近曲线b的一侧端点代替壁厚控制点Hu对应的内型叶背曲线基本型值点； 步骤2.7:拟合经过步骤2.6处理后的内型叶盆曲线基本型值点和内型叶背曲线基本型值点，得到内型叶盆曲线和内型叶背曲线，其中内型叶盆曲线与内型尾缘曲线Gl连续，内型叶背曲线与内型尾缘曲线Gl连续；将内型叶盆曲线和内型叶背曲线的前缘侧倒圆，得到内型前缘曲线；内型前缘曲线、内型叶盆曲线、内型叶背曲线和内型尾缘曲线组成叶身内型截面线； 步骤3:根据以下步骤，分别获得叶身外型顶截面线和叶身外型根截面线之间的其余M-2个叶身外型截面线对应的叶身内型截面线: 步骤3.1:将进入本步骤的叶身外型截面线划分为外型叶盆曲线A、外型叶背曲线B、外型前缘曲线和外型尾缘曲线； 步骤3.2:以内型叶背曲线与内型尾缘曲线交点处的壁厚DU为偏置距离，将外型叶背曲线向叶身实体内侧偏置，得到偏置曲线B'，其中DU由叶身内型顶截面线对应的壁厚Du?和叶身内型根截面线对应的壁厚Dus沿叶身截面高度线性插值得到；以内型叶盆曲线与内型尾缘曲线交点处的壁厚DP为偏置距离，将外型叶盆曲线向叶身实体内侧偏置，得到偏置曲线Y，其中DP由叶身内型顶截面线对应的壁厚Dpa和叶身内型根截面线对应的壁厚Dpe沿叶身截面高度线性插值得到；并将偏置曲线Y >6^的尾缘侧倒圆，得到内型尾缘曲线； 步骤3.3:以内型尾缘曲线靠近曲线A的一侧端点为起点，沿内型尾缘曲线半径方向向外作直线交曲线A于点HS ;以内型尾缘曲线靠近曲线B的一侧端点为起点，沿内型尾缘曲线半径方向向外作直线交曲线B于点HU ;取点HS、HU、PS、PU、QS、QU、RS、RU共8个点为壁厚控制点，其中PS为叶身外型叶盆叶背曲线最大内切圆与外型叶盆曲线A的切点，PU为叶身外型叶盆叶背曲线最大内切圆与外型叶背曲线B的切点，RS为外型叶盆曲线A与外型前缘曲线的交点，RU为外型叶背曲线B与外型前缘曲线的交点；QS为外型叶盆曲线A上处于HS与PS之间的点，其中QS与RS之间的叶盆弧长由叶身外型顶截面线对应的叶盆段弧长和叶身外型根截面线对应的叶盆段弧长沿叶身截面高度线性插值得到，所述叶身外型顶截面线对应的叶盆段弧长为叶身外型顶截面线上壁厚控制点Qs?与Rs?之间的叶盆弧长，所述叶身外型根截面线对应的叶盆段弧长为叶身外型根截面线上壁厚控制点Qse与Rse之间的叶盆弧长；QU为外型叶背曲线B上处于HU与PU之间的点，其中QU与RU之间的叶背弧长由叶身外型顶截面线对应的叶背段弧长和叶身外型根截面线对应的叶背段弧长沿叶身截面高度线性插值得到，所述叶身外型顶截面线对应的叶背段弧长为叶身外型顶截面线上壁厚控制点91%与Rua2间的叶背弧长，所述叶身外型根截面线对应的叶背段弧长为叶身外型根截面线上壁厚控制点91%与仙《之间的叶背弧长； 步骤3.4:根据外型叶盆曲线A上的四个壁厚控制点HS、PS、QS、RS对外型叶盆曲线A进行离散插值，得到外型叶盆曲线的基本型值点SI，I = 1,2, 3，4..n，并依据四个壁厚控制点HS、PS、QS、RS处的设计壁厚插值得到外型叶盆曲线A上所有基本型值点的设计壁厚，其中HS处的设计壁厚为DP ;PS处的设计壁厚由叶身外型顶截面线对应的壁厚控制点Psa的设计壁厚和叶身外型根截面线对应的壁厚控制点Psig的设计壁厚沿叶身截面高度线性插值得到；QS处的设计壁厚由叶身外型顶截面线对应的壁厚控制点Qsa的设计壁厚和叶身外型根截面线对应的壁厚控制点Qse的设计壁厚沿叶身截面高度线性插值得到；RS处的设计壁厚由叶身外型顶截面线对应的壁厚控制点Rsa的设计壁厚和叶身外型根截面线对应的壁厚控制点Rse的设计壁厚沿叶身截面高度线性插值得到；根据外型叶背曲线B上的四个壁厚控制点HU、PU、QU、RU对外型叶背曲线B进行离散插值，得到外型叶背曲线的基本型值点UJ，J = 1,2, 3，4..n，并依据四个壁厚控制点HU、PU、QU、RU处的设计壁厚插值得到外型叶背曲线B上所有基本型值点的设计壁厚；其中HU处的设计壁厚为DU ;叩处的设计壁厚由叶身外型顶截面线对应的壁厚控制点Pua的设计壁厚和叶身外型根截面线对应的壁厚控制点Puig的设计壁厚沿叶身截面高度线性插值得到；QU处的设计壁厚由叶身外型顶截面线对应的壁厚控制点Qua的设计壁厚和叶身外型根截面线对应的壁厚控制点Qus的设计壁厚沿叶身截面高度线性插值得到；RU处的设计壁厚由叶身外型顶截面线对应的壁厚控制点Rua的设计壁厚和叶身外型根截面线对应的壁厚控制点Rus的设计壁厚沿叶身截面高度线性插值得到； 步骤3.5:将外型叶盆曲线的基本型值点SI, I = 1,2, 3，4..n，沿外型叶盆曲线法线方向向内偏置对应壁厚距离，得到内型叶盆曲线的基本型值点S’ I，I = 1,2, 3，4..η;将外型叶背曲线的基本型值点UJ，J= 1，2，3，4..n，沿外型叶背曲线法线方向向内偏置对应壁厚距离，得到内型叶背曲线的基本型值点U’ J，J= 1，2，3，4..η; 步骤3.6:在内型叶盆曲线的基本型值点S’I中，I = 1,2, 3，4..n，去除壁厚控制点PS对应的内型叶盆曲线基本型值点的前、后各一个内型叶盆曲线基本型值点，并用内型尾缘曲线靠近曲线A的一侧端点代替壁厚控制点HS对应的内型叶盆曲线基本型值点；在内型叶背曲线的基本型值点U’ J中，J = 1，2，3，4..n，去除壁厚控制点I3U对应的内型叶背曲线基本型值点的前、后各一个内型叶背曲线基本型值点，并用内型尾缘曲线靠近曲线B的一侧端点代替壁厚控制点HU对应的内型叶背曲线基本型值点； 步骤3.7:拟合经过步骤3.6处理后的内型叶盆曲线基本型值点和内型叶背曲线基本型值点，得到内型叶盆曲线和内型叶背曲线，其中内型叶盆曲线与内型尾缘曲线Gl连续，内型叶背曲线与内型尾缘曲线Gl连续；将内型叶盆曲线和内型叶背曲线的前缘侧倒圆，得到内型前缘曲线；内型前缘曲线、内型叶盆曲线、内型叶背曲线和内型尾缘曲线组成叶身内型截面线； 步骤4:利用步骤2得到的叶身内型顶截面线和叶身内型根截面线，以及步骤3得到的M-2个叶身内型中间截面线控制轮廓生成叶身内型实体。
【专利摘要】本发明提出一种涡轮气冷叶片叶身内型精确壁厚控制建模方法，该方法在构造叶身内型曲线时，利用顶截面、底截面各8个壁厚控制点对叶身厚度进行控制，首先快速精确定位叶身尾缘曲线，然后自动调整壁厚控制点位置，插值生成叶盆、叶背曲线，最后创建前缘曲线。本发明将控制点数目增加为8个，增强了厚度控制效果，采用先创建尾缘曲线，后创建叶盆、叶背曲线的方法，避免尾缘圆弧位置出现变动，实现尾缘曲线的精确快速定位。通过筛选插值点，实现叶身内型尾缘曲面轮廓的变化规律与叶身外型尾缘的变化规律一致，曲面光顺，叶身壁厚控制效果可以很好地满足壁厚设计要求。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN104881540
【申请号】CN201510275335
【发明人】莫蓉, 黄方林, 赵碧霞
【申请人】西北工业大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月27日