[发明专利]一种封闭异型窄通道类零件的截面面积测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种封闭异型窄通道类零件的截面面积测量方法及系统，该方法采用微积分原理，将扫描得到的通道内部截面分割成若干个连续的微小图形，使得每个微小图形都能近似为规则图形，从而图形分割带来的精度损失可以忽略不计，然后计算所有微小图形的面积，进而求和得到截面的总面积，可以适用于所有具有凸界面形状的封闭异型窄通道类零件的截面面积测量，通用性好，并且基于微积分原理的图形分割，面积计算精度高。

技术领域

本发明涉及航空发动机封闭异型窄通道类零件的截面面积测量技术领域，特别地，涉及一种封闭异型窄通道类零件的截面面积测量方法及系统。

背景技术

在航空发动机中，封闭异形窄通道类零件的作用是将前端流经叶轮的气体动能转换成压力能，其特征截面的通道面积是最为关键的设计指标之一，它决定了是否能够有效地转化气体能量形态，并最终影响整台航空发动机的性能。而其通道截面为不规则几何形状，无法采用常规简单方法来计算面积。

目前，比较常用的方法是将截面分割为几个部分，并将其近似为可以采用常规方法计算的规则图形，最后对每个部分的面积做求和。但是，现有的封闭异形窄通道面积计算处理方法，主要存在以下几方面的不足：

a.通道截面的分割方法不具有普遍适用性，分割处理后的计算结果随通道截面形状的变化存在较大差异；

b.通道截面分割处理后的近似计算结果误差较大，使得数据的可信度较低，不能实现封闭异形窄通道面积与发动机性能影响的定量分析相关联；

c.获得测量数据后，需要将测量数据导出至第三方软件(如CAD软件)中进行后续处理，才能进行计算，过程较为繁琐。

发明内容

本发明提供了一种封闭异型窄通道类零件的截面面积测量方法及系统，以解决现有的封闭异型窄通道面积计算处理方法存在的适用性差、计算结果误差大的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种封闭异型窄通道类零件的截面面积测量方法，该截面形状为凸截面，包括以下步骤：

步骤S1：扫描得到封闭异型窄通道类零件的通道内部截面轮廓；

步骤S2：将截面分割成若干个连续的微小图形；

步骤S3：对所有微小图形的面积进行计算并求和以得到截面面积。

进一步地，所述步骤S2具体为：

将测量坐标系的原点置于封闭的轮廓线内，然后在封闭的截面轮廓线上沿顺时针或逆时针连续选取若干个扫描测点，每一组相邻测点和坐标原点构成一个三角形，从而将截面分割成若干个连续的三角形。

进一步地，所述步骤S1中进行轮廓扫描时采取过扫描的方式以确保截面轮廓线闭合。

进一步地，所述步骤S3还包括以下内容：

当采用逆时针连续选取测点时，判断最后一个测点和第一个测点在Y轴上的坐标值大小，如果最后一个测点的Y轴坐标值比第一个测点小，则再判断倒数第二个测点和第一个测点在Y轴上的坐标值大小，进行逐一判断，直至一个测点的Y轴坐标值比第一个测点大，记录该测点的序号并将其作为目标测点，利用循环语句计算从第一个测点至目标测点之间的所有测点与坐标原点构成的所有三角形的面积以得到循环总面积，再计算目标测点、第一个测点与坐标原点构成的三角形面积，将两个面积相加即得到截面面积；

当采用顺时针连续选取测点时，判断最后一个测点和第一个测点在Y轴上的坐标值大小，如果最后一个测点的Y轴坐标值比第一个测点大，则再判断倒数第二个测点和第一个测点在Y轴上的坐标值大小，进行逐一判断，直至一个测点的Y轴坐标值比第一个测点小，记录该测点的序号并将其作为目标测点，利用循环语句计算从第一个测点至目标测点之间的所有测点与坐标原点构成的所有三角形的面积以得到循环总面积，再计算目标测点、第一个测点与坐标原点构成的三角形面积，将两个面积相加即得到截面面积。