[发明专利]一种航空发动机叶片前后缘形状数字化评价方法

权利要求书

1.一种航空发动机叶片前后缘形状数字化评价方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1：根据叶片理论将所测得叶片截面离散点云数据，分割为前缘部分、叶背部分、后缘部分和叶盆部分；

步骤2:使用N次B样条插值算法分别重构叶盆、叶背、前缘和后缘曲线；

步骤3：根据曲线曲率定义，建立叶片前、后缘部分弧长曲率模型，并计算叶片前、后缘部分曲线曲率；

步骤4：对前、后缘的弧长曲率模型进行平滑滤波和归一化处理；

步骤5：如果曲率中间部分图像有负的谷值，根据谷的宽度和谷值阈值，对前、后缘是否为缩颈形状做出判断；

步骤6：判断曲率中间部分图像是否为峰谷峰形状，如果是，计算峰谷峰包络面积，根据面积阈值，对前、后缘是否为平头形状做出判断；

步骤7：如果曲率图像只有一个主峰，提取主峰的峰值和峰宽度，根据峰值和峰宽度阈值，初步判定前后缘为尖边或者削边形状；

步骤8：根据叶盆叶背曲线，计算叶盆叶背中弧线端点处切线与在前后缘圆心处切线的夹角；

步骤9：利用叶盆叶背中弧线端点处切线与在前后缘圆心处切线的夹角大小，完成叶片前、后缘中弧线的修正计算，确保前后缘处实际中弧线是在叶盆叶背中弧线端点处按切线方向延长与前后缘相交的线；

步骤10：分别以叶片前、后缘和中弧线交点为中心，计算多个指定偏置距离处的单向厚度，计算最大厚度偏差、最大厚度偏差比值，计算偏置距离和对应厚度偏差的指数曲线拟合系数，根据最大厚度偏差、最大厚度偏差比值和指数曲线拟合系数阈值判断前后缘是否为削边形状；

步骤11：缩颈、平头、尖边的曲率特征和削边形状的厚度特征指标阈值利用已有叶片测量数据的统计分析确定；

步骤12：根据步骤5、6、7和10分析结果，判定叶片前、后缘的形状：缩颈、平头、尖边、削边或者是圆弧，即实现自动判断航空发动机叶片前后缘形状。

2.如权利要求1所述的一种航空发动机叶片前后缘形状数字化评价方法，其特征在于：还包括步骤13，应用所述一种航空发动机叶片前后缘形状数字化评价方法，实现自动判断航空发动机叶片前后缘的形状，满足叶片批量大、测量截面多的检测技术需求，解决相关工程技术问题。

3.如权利要求1或2所述的一种航空发动机叶片前后缘形状数字化评价方法，其特征在于：步骤2中使用N次B样条插值算法重建叶片前缘、后缘部分曲线，具体实现方法如下，

对离散点数据，计算各点弦长，按照如下公式得到曲线

控制点为V₀，V₁，V₂，…，V_n的N次B样条插值，当N＝3时，V_i和V_i+1点间曲线方程

其中V_i(x),V_i(y)为点V_i的x，y坐标，t为弧长参数。

4.如权利要求1或2所述的一种航空发动机叶片前后缘形状数字化评价方法，其特征在于：步骤3计算叶片前、后缘部分曲线曲率，具体实现方法如下，

瞬时曲率K计算公式为

其中：α表示倾角，s表示弦长，x表示横向坐标，y表示纵向坐标。

5.如权利要求4所述的一种航空发动机叶片前后缘形状数字化评价方法，其特征在于：步骤6具体实现方法为，

判断曲率中间部分图像是否为峰谷峰形状，如果是，提取曲率中间部分峰谷峰形状，计算其面积，

面积公式式中(x₁，y₁)，(x₂，y₂)为峰顶点坐标，(x₃，y₃)为谷底点坐标

根据面积相对于平头面积阈值偏差情况，对前、后缘是否为平头形状进行判断。