[发明专利]一种涡轮叶片伸根段内型参数化建模方法

摘要

本发明提出了一种涡轮叶片伸根段内型参数化建模方法，首先将叶片的叶身内型曲面和榫头内型曲面划分，其次再对划分得到的叶身前缘后缘曲面和榫头前缘后缘曲面划分，再次构造叶盆控制曲面和叶背控制曲面，最后由叶盆叶背控制曲面、叶身内型曲面和榫头内型曲面构造并缝合伸根内型曲面。通过本发明的使用，伸根内型与叶身内型及榫头内型连接处达到至少G1连续，内部可达到G2连续，这样就生成一段较为光顺的伸根内型。并且通过更改前后缘曲面比例来更改过渡段反算生成的4张B样条控制曲面，用以控制伸根内型叶盆、叶背曲面的截面曲线及脊线，从而对整段伸根内型进行调整，得到比较满意的形状。

主权项

一种涡轮叶片伸根段内型参数化建模方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：向三维造型软件中导入涡轮叶片的叶身内型数据模型和榫头内型数据模型，其中叶身内型数据模型和榫头内型数据模型采用U、V双参数表示；叶身内型数据模型中的叶身内型截面线分为四段，分别为叶盆曲线、叶背曲线、前缘曲线和后缘曲线；与所述叶盆曲线、叶背曲线、前缘曲线和后缘曲线位置对应，叶身内型数据模型中的叶身内型曲面分为叶盆曲面、叶背曲面、前缘曲面和后缘曲面；与所述叶盆曲面、叶背曲面、前缘曲面和后缘曲面位置对应，榫头内型数据模型中的榫头内型曲面分为榫头内型叶盆曲面、榫头内型叶背曲面、榫头内型前缘曲面及榫头内型后缘曲面；步骤2：比例分划叶身内型曲面的前缘曲面和后缘曲面：将叶身内型曲面的前缘曲面按时针方向划分为三个曲面，分别为叶身前缘左曲面、叶身前缘中间曲面和叶身前缘右曲面，划分方法为：在叶身内型曲面U方向上保持参数恒定，在V方向上参数按百分比划分，其中叶身前缘左曲面和叶身前缘右曲面所占的百分比相同；将叶身内型曲面的后缘曲面按照与叶身内型曲面的前缘曲面相同的划分方法，以及相同的时针方向划分为三个曲面，分别为叶身后缘左曲面，叶身后缘中间曲面，叶身后缘右曲面，其中叶身后缘左曲面和叶身后缘右曲面所占的百分比相同；步骤3：划分榫头内型前缘曲面和榫头内型后缘曲面：当榫头内型曲面采用样条连接方式时，按照叶身内型曲面的前缘曲面的划分时针方向将榫头内型前缘曲面包含的两个导圆面定义为榫头前缘左曲面和榫头前缘右曲面，将榫头内型前缘曲面包含的中间竖直平面定义为榫头前缘中间曲面；按照叶身内型曲面的后缘曲面的划分时针方向将榫头内型后缘曲面包含的两个导圆面定义为榫头后缘左曲面和榫头后缘右曲面，将榫头内型后缘曲面包含的中间竖直平面定义为榫头后缘中间曲面；当榫头内型曲面采用圆弧连接方式时，将榫头内型前缘曲面按照与叶身内型曲面的前缘曲面相同的划分方法，以及相同的时针方向和相同的划分比例划分为三个曲面， 分别为榫头前缘左曲面、榫头前缘中间曲面和榫头前缘右曲面；将榫头内型后缘曲面按照与叶身内型曲面的后缘曲面相同的划分方法，以及相同的时针方向和相同的划分比例划分为三个曲面，分别为榫头后缘左曲面、榫头后缘中间曲面和榫头后缘右曲面；步骤4：利用步骤2和步骤3中划分得到的曲面构造伸根段内型控制曲面，包括：a：采用曲面反算得到表示叶身前缘左曲面与榫头前缘左曲面之间过渡段的B样条曲面，定义为叶背左控制曲面，且叶背左控制曲面与叶身前缘左曲面以及榫头前缘左曲面G1连续，叶背左控制曲面内部G2连续；b：采用曲面反算得到表示叶身前缘右曲面与榫头前缘右曲面之间过渡段的B样条曲面，定义为叶盆左控制曲面，且叶盆左控制曲面与叶身前缘右曲面以及榫头前缘右曲面G1连续，叶盆左控制曲面内部G2连续；c：采用曲面反算得到表示叶身后缘左曲面与榫头后缘左曲面之间过渡段的B样条曲面，定义为叶盆右控制曲面，且叶盆右控制曲面与叶身后缘左曲面以及榫头后缘左曲面G1连续，叶盆左控制曲面内部G2连续；d：采用曲面反算得到表示叶身后缘右曲面与榫头后缘右曲面之间过渡段的B样条曲面，定义为叶背右控制曲面，且叶背右控制曲面与叶身后缘右曲面以及榫头后缘右曲面G1连续，叶背右控制曲面内部G2连续；步骤5：采用叶背左控制曲面、叶背右控制曲面、叶身内型曲面和榫头内型曲面控制截面曲线及脊线，使用蒙皮法生成伸根内型对应叶背曲面的曲面，定义为伸根内型叶背曲面；伸根内型叶背曲面与叶背左控制曲面、叶背右控制曲面、叶身内型曲面以及榫头内型曲面G1连续，伸根内型叶背曲面内部G2连续；采用叶盆左控制曲面、叶盆右控制曲面、叶身内型曲面和榫头内型曲面控制截面曲线及脊线，使用蒙皮法生成伸根内型对应叶盆曲面的曲面，定义为伸根内型叶盆曲面；伸根内型叶盆曲面与叶盆左控制曲面、叶盆右控制曲面、叶身内型曲面以及榫头内型曲面G1连续，伸根内型叶盆曲面内部G2连续；步骤6：采用伸根内型叶背曲面、伸根内型叶盆曲面、叶身内型曲面和榫头内型曲面控制截面曲线及脊线，使用蒙皮法生成伸根内型对应叶身内型前缘曲面的曲面和 伸根内型对应叶身内型后缘曲面的曲面，分别定义为伸根内型前缘曲面和伸根内型后缘曲面；伸根内型前缘曲面和伸根内型后缘曲面分别与伸根内型叶背曲面、伸根内型叶盆曲面、叶身内型曲面以及榫头内型曲面G1连续，伸根内型前缘曲面和伸根内型后缘曲面内部G2连续；步骤7：将伸根内型叶背曲面、伸根内型叶盆曲面、伸根内型前缘曲面和伸根内型后缘曲面按时针顺序缝合连接，形成伸根段内型曲面。