專利名稱：航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面流道線測(cè)量路徑規(guī)劃方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)葉片測(cè)量技術(shù)，具體為一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面流道線測(cè)量路徑規(guī)劃方法。
背景技術(shù)：
測(cè)量路徑的規(guī)劃是自由曲面測(cè)量中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，其目的就是使測(cè)量頭能夠以盡可能短的路徑安全而又高效地遍歷待測(cè)曲面的檢測(cè)區(qū)域，達(dá)到測(cè)量目的。測(cè)量路徑的好壞直接影響著測(cè)量效率和重構(gòu)曲面的精度。對(duì)曲面片測(cè)量路徑進(jìn)行規(guī)劃時(shí)應(yīng)考慮以下因素(1)測(cè)量路徑應(yīng)能反映被測(cè)曲面的實(shí)際情況；(2)測(cè)量路徑應(yīng)符合CAD/CAM系統(tǒng)的曲面構(gòu)造方式；(3)測(cè)量數(shù)據(jù)在CAD/CAM 系統(tǒng)中重構(gòu)的曲面應(yīng)該易于延伸，以彌補(bǔ)測(cè)量不到的面片區(qū)域，且延伸面應(yīng)能反映曲面片實(shí)際情況。在葉片型面測(cè)量路徑規(guī)劃方面，為實(shí)現(xiàn)葉片的自動(dòng)測(cè)量應(yīng)根據(jù)葉片的CAD模型在 CAD軟件中實(shí)現(xiàn)測(cè)量點(diǎn)的自動(dòng)生成。測(cè)量點(diǎn)的選擇是影響測(cè)量精度和測(cè)量效率的關(guān)鍵因素。 葉片測(cè)量最常用的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量路徑是等高測(cè)量路徑，該方法的主要問(wèn)題是由于葉片前緣長(zhǎng)度和后緣長(zhǎng)度的差異，經(jīng)常會(huì)造成測(cè)量路徑線斷裂，不宜于在逆向工程中進(jìn)行實(shí)體造型，難以進(jìn)行后續(xù)CAD/CAM曲面構(gòu)造，且采用等高路徑測(cè)量方法，在測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理上也是分布進(jìn)行處理的，對(duì)后續(xù)CAD/CAM曲面構(gòu)造造成計(jì)算量大等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為解決現(xiàn)有采用等高測(cè)量路徑作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面測(cè)量路徑而存在的問(wèn)題， 本發(fā)明提出了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面流道線測(cè)量路徑規(guī)劃方法。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案為一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面流道線測(cè)量路徑規(guī)劃方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 根據(jù)葉片理論截面數(shù)據(jù)對(duì)葉片型面和葉片緣板進(jìn)行參數(shù)化造型；步驟2 將步驟1中得到的參數(shù)化后的葉片型面沿其法向方向向外等距偏置出一個(gè)葉片型面偏置面，葉片型面與葉片型面偏置面之間的距離為測(cè)量機(jī)的測(cè)頭半徑R ；步驟3 將葉片緣板曲面沿其法向方向向外等距偏置出一個(gè)葉片緣板曲面偏置面，葉片緣板曲面與葉片緣板曲面偏置面之間的距離為r+R，其中r為葉片緣板曲面與葉片型面的過(guò)渡半徑；步驟4:采用葉片緣板曲面偏置面對(duì)葉片型面偏置面進(jìn)行裁剪，對(duì)裁剪后的葉片型面偏置面重新進(jìn)行參數(shù)化造型；步驟5 步驟4得到的重新參數(shù)化的葉片型面偏置面表示為&，沿葉片型面偏置面的截面線方向定義為u參數(shù)方向，沿葉片型面偏置面的徑向方向定義為ν參數(shù)方向，參數(shù)U， 內(nèi)的取值范圍規(guī)范化為
上構(gòu)造沿ν方向的等參數(shù)線組Ti: ITi, i = 1， 2，......，η}；步驟6 將每一條參數(shù)線Ti,按照所處葉片型面偏置面的位置，離散為四條曲線 葉背流道線、葉盆流道線、前緣流道線和后緣流道線；步驟7 在前緣流道線和后緣流道線上，Imm內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)數(shù)目不小于10個(gè)，在葉背流道線和葉盆流道線上，測(cè)量點(diǎn)間距δ應(yīng)處于δ彡15mm范圍內(nèi)。有益效果采用本發(fā)明提出的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面流道線測(cè)量路徑規(guī)劃方法，能夠避免測(cè)量路徑曲線斷裂，本方法中形成的測(cè)量路徑線是葉片工作時(shí)氣流流經(jīng)葉片型面的近似路線， 是一條封閉的曲線，如此易于在逆向工程中進(jìn)行實(shí)體造型，而且該封閉流道線上測(cè)量點(diǎn)位置易于控制，在后續(xù)的測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)處理上也是整體處理的，使得后續(xù)的計(jì)算量大大減小。


圖1 采用本發(fā)明得到的測(cè)量路徑曲線和測(cè)量點(diǎn)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明。實(shí)施例本實(shí)施例為采用本發(fā)明提出的葉片型面流道線測(cè)量路徑規(guī)劃方法對(duì)某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面進(jìn)行測(cè)量路徑規(guī)劃。步驟1 采用CAD造型軟件，根據(jù)葉片發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的理論截面數(shù)據(jù)對(duì)葉片型面和葉片緣板進(jìn)行參數(shù)化造型；步驟2 將步驟1中得到的參數(shù)化后的葉片型面沿其法向方向向外偏置出一個(gè)等距的葉片型面偏置面，葉片型面與葉片型面偏置面之間的距離為測(cè)量機(jī)的測(cè)頭半徑R，本實(shí)施例中采用的是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，測(cè)頭半徑R為Imm ；步驟3 將葉片緣板曲面沿其法向方向向外等距偏置出一個(gè)葉片緣板曲面偏置面，葉片緣板曲面與葉片緣板曲面偏置面之間的距離為r+R，其中r為葉片緣板曲面與葉片型面的過(guò)渡半徑，本實(shí)施例發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的葉片緣板曲面與葉片型面的過(guò)渡半徑r為2mm ；步驟4 在CAD造型軟件中，采用葉片緣板曲面偏置面對(duì)葉片型面偏置面進(jìn)行裁剪，并對(duì)裁剪后的葉片型面偏置面重新進(jìn)行參數(shù)化造型；步驟5 將步驟4得到的重新參數(shù)化的葉片型面偏置面表示為&，葉片型面偏置面的截面線方向定義為u參數(shù)方向，葉片型面偏置面的徑向方向定義為ν參數(shù)方向，參數(shù)u，ν 在&內(nèi)的取值范圍規(guī)范化為W，l]；在CAD造型軟件中，在&上構(gòu)造沿ν方向的等參數(shù)線組Ti :{Ti，i = 1，2，……，η}，本實(shí)施例中η取9 ；步驟6 將9條參數(shù)線中的每一條參數(shù)線Ti,均按照其所處葉片型面偏置面的位置葉背、葉盆、葉片前緣和葉片后緣，離散為四條曲線葉背流道線、葉盆流道線、前緣流道線和后緣流道線；步驟7 葉片緣頭與葉身部分分開(kāi)測(cè)量，其中前緣流道線線長(zhǎng)1.8mm，離散的測(cè)量點(diǎn)為20個(gè)，后緣流道線線長(zhǎng)為2. Imm,離散的測(cè)量點(diǎn)為20個(gè)，葉背流道線線長(zhǎng)為150mm，離散的測(cè)量點(diǎn)為10個(gè)，葉盆流道線線長(zhǎng)為142mm，離散的測(cè)量點(diǎn)為10個(gè)。由此，采用本發(fā)明提出的葉片型面流道線測(cè)量路徑規(guī)劃方法完成了對(duì)該航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面的測(cè)量路徑規(guī)劃。圖1為本實(shí)施例得到測(cè)量路徑曲線和測(cè)量點(diǎn)，按照這些測(cè)量點(diǎn)測(cè)量并匹配后，與理論模型的葉型誤差為0. 075，位置度誤差0. 092，扭轉(zhuǎn)誤差為-7. 72’。此三項(xiàng)誤差都在圖紙要求的范圍內(nèi)時(shí)，證明本方法是可行的。
權(quán)利要求
1. 一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面流道線測(cè)量路徑規(guī)劃方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1 根據(jù)葉片理論截面數(shù)據(jù)對(duì)葉片型面和葉片緣板進(jìn)行參數(shù)化造型； 步驟2 將步驟1中得到的參數(shù)化后的葉片型面沿其法向方向向外等距偏置出一個(gè)葉片型面偏置面，葉片型面與葉片型面偏置面之間的距離為測(cè)量機(jī)的測(cè)頭半徑R ；步驟3 將葉片緣板曲面沿其法向方向向外等距偏置出一個(gè)葉片緣板曲面偏置面，葉片緣板曲面與葉片緣板曲面偏置面之間的距離為r+R，其中r為葉片緣板曲面與葉片型面的過(guò)渡半徑；步驟4:采用葉片緣板曲面偏置面對(duì)葉片型面偏置面進(jìn)行裁剪，對(duì)裁剪后的葉片型面偏置面重新進(jìn)行參數(shù)化造型；步驟5 步驟4得到的重新參數(shù)化的葉片型面偏置面表示為S0,葉片型面偏置面的截面線方向定義為u參數(shù)方向，葉片型面偏置面的徑向方向定義為ν參數(shù)方向，參數(shù)u，ν在& 內(nèi)的取值范圍規(guī)范化為W，l]上構(gòu)造沿ν方向的等參數(shù)線組Ti :{ \， = 1,2,……， η}；步驟6 將每一條參數(shù)線Ti,按照所處葉片型面偏置面的位置，離散為四條曲線葉背流道線、葉盆流道線、前緣流道線和后緣流道線；步驟7 在前緣流道線和后緣流道線上，Imm內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)數(shù)目不小于10個(gè)，在葉背流道線和葉盆流道線上，測(cè)量點(diǎn)間距δ應(yīng)處于δ彡15mm范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片型面流道線測(cè)量路徑規(guī)劃方法，首先對(duì)葉片型面和葉片緣板進(jìn)行參數(shù)化造型，然后將葉片型面和葉片緣板曲面沿其法向方向向外偏置出葉片型面偏置面和葉片緣板曲面偏置面，采用葉片緣板曲面偏置面對(duì)葉片型面偏置面進(jìn)行裁剪，并對(duì)葉片型面偏置面重新進(jìn)行參數(shù)化造型，在葉片型面偏置面上構(gòu)造沿v方向的等參數(shù)線組Ti，將每一條參數(shù)線Ti，離散為四條曲線葉背流道線、葉盆流道線、前緣流道線和后緣流道線；在前緣流道線和后緣流道線上，1mm內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)數(shù)目不小于10個(gè)，在葉背流道線和葉盆流道線上，測(cè)量點(diǎn)間距δ應(yīng)處于δ≤15mm范圍內(nèi)。本發(fā)明的測(cè)量路徑線是一條封閉的曲線，易于在逆向工程中進(jìn)行實(shí)體造型。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102323962SQ20111013296
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者任軍學(xué), 李宜明, 李政輝, 藺小軍, 高春 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)