[发明专利]一种高速涡轮钻具的涡轮叶片参数化造型设计方法

权利要求书

1.一种高速涡轮钻具的涡轮叶片参数化造型设计方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）、根据涡轮叶片参数的不同性质首先将其分为流动参数和几何参数，然后对涡轮叶片的参数进行分类整理，划分参数对叶片性能的影响特点，并进行参数化建模；

所述流动参数包括定子叶片进口液流角、定子叶片出口液流角、转子叶片进口液流角、转子叶片出口液流角、液流转折角、进口绝对速度、出口绝对速度、进口相对速度、出口相对速度、轴向速度、圆周速度；

所述几何参数包括叶片弦长、前缘小圆半径、后缘小圆半径、定子进出口结构角和、转子进出口结构角和、定转子叶片轴向高度、前缘边楔角、后缘边楔角、进口结构角、出口结构角、安装角、叶栅节距、叶片折转角、叶型最大厚度；

2）、根据涡轮叶片的参数化模型，建立涡轮叶片型线方程，得到涡轮叶片的压力面和吸力面方程；压力面和吸力面型线方程为和；

3）、结合步骤1）确定的涡轮叶片主要参数并建立直角坐标系对圆心、压力面和吸力面首尾点及一、二阶导数进行求解；包括：圆心计算、吸力面和压力面首点计算、吸力面和压力面尾点计算、压力面和吸力面首点和尾点的二阶导数求解；

4）、依据上述步骤编写程序并进行计算，利用高次多项式拟合造型生成涡轮钻具叶片型面，通过改变转速的大小，实现高速、中高速和低速涡轮叶片型面的设计；

5）、将程序运行后所生成的曲线导入三维建模软件中生成镜向三维叶片实体，即，通过程序生成曲线，将曲线的坐标写入到txt文件中，因生成的是二维平面，但是导入三维建模软件的坐标必须有Z轴坐标，因此需手动添加Z列数值，XYZ应分别为txt文件中的三列；在三维建模软件中使用曲线功能导入txt坐标，生成实体曲线；点击插入-曲线-通过XYZ点的曲线，导入txt文件；将生成的曲线转换实体引用，上述导入方式生成的曲线是不能直接编辑的，需要新建一个草图，选择转换实体引用，将生成的曲线转化成可编辑的实体；

6）、对不同计算直径圆柱层上的叶片叶型进行设计计算，得到叶片型线方程，再依据叶片型线方程借助三维建模软件进行翘曲叶片的造型设计，从而完成涡轮叶片参数化造型设计。