[发明专利]基于有限壁厚的叶片内腔截面线、气膜孔深度获取方法

权利要求书

1.一种基于有限壁厚的叶片内腔截面线获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，任选铸件的至少一个轴向截面，在各轴向截面上选取至少三个点获取壁厚数据，建立理论-实际外形截面线映射关系、理论-实际中弧线上点的映射关系、理论-实际前缘处外形截面线映射关系；获取壁厚数据的点至少包括叶盆1个点、叶背1个点和前缘1个点；

S2，利用铸件的多个轴向截面分别与叶片的实际模型和理论模型求交，得到实际外形截面线、理论内腔截面线、理论外形截面线；

S3，构造轴向截面上弧长与壁厚的映射关系、轴向截面上弧长与壁厚偏差dc的映射关系、轴向截面uv参数与壁厚偏差的映射关系，根据轴向截面uv参数与壁厚偏差的映射关系，获取轴向截面上的偏差数据；

S4，结合理论-实际外形截面线映射关系和步骤S3中的映射关系，获取理论外形截面线上任两个点q1和q2的理论-实际变换矩阵，得到任两个内腔分界点p1和p2的理论-实际变换矩阵；

S5，根据理论-实际中弧线上点的映射关系，得到理论内腔截面线与中弧线交点pm的理论-实际变换矩阵；

S6，以p1、p2和pm处的变换参数作为控制点，在以p₁p_mp₂段的弧长s1为X轴，绕dc的旋转角度和在理论中弧面对应的uv参数域内的平移量为Y轴的坐标系中进行拟合；

S7，根据步骤S6的拟合结果，构建叶盆或叶背的实际内腔预测模型；

S8，根据叶盆或叶背的实际内腔预测模型对前缘的内腔进行拟合，得到前缘的实际内腔预测模型；

S9，连接叶盆或叶背的实际内腔预测模型和前缘的实际内腔预测模型中的内腔截面线，得到叶片的完整内腔截面线。

2.根据权利要求1所述基于有限壁厚的叶片内腔截面线获取方法，其特征在于，步骤S3具体为：

S3.1，建立O-sc坐标系、O-sdc坐标系和O-uvdc坐标系，O-sc坐标系表征轴向截面上弧长与壁厚的映射关系，O-sdc坐标系表征轴向截面上弧长与壁厚偏差dc的映射关系，O-uvdc坐标系表征轴向截面uv参数与壁厚偏差的映射关系；其中，s为理论中弧线上的弧长，uv为理论中弧面或理论前缘曲面对应的uv参数域，c为获取壁厚数据的点中位于叶盆或叶背上的点对应壁厚；

S3.2，在O-sdc坐标系中，将获取壁厚数据的点中位于叶盆或叶背上的点作为型值点拟合曲线，计算拟合曲线对应位置的壁厚偏差；

S3.3，在O-uvdc坐标系中进行曲面拟合和插值，获取轴向截面上的偏差数据。

3.根据权利要求2所述基于有限壁厚的叶片内腔截面线获取方法，其特征在于，步骤S4具体为：

S4.1，根据理论内腔截面线上的内腔分界点p，确定理论外形截面线上与p距离最近的点q，反推理论中弧线上对应的点，在步骤S3.3曲面拟合得到的拟合曲面中插值，获取点q的壁厚偏差，结合点q的壁厚数据，得到点q的实际偏差；

S4.2，根据输入条件中理论-实际外形截面线映射关系，计算实际外形截面线上与点q相对应处的点q'，并获取实际中弧线上对应的点，再结合点q的实际偏差，确定实际内腔截面线上与p相对应的点p'；

S4.3，根据步骤S4.2确定的结果，获取理论外形截面线上任两个点q1和q2的理论-实际变换矩阵(R1,T1)和(R2,T2)；

S4.4，令T'1＝p'1-p1·R1，T'2＝p'2–p2·R2，则理论-实际内腔分界点p1和p2处的变换矩阵为(R1,T'1)和(R2,T'2)，其中，p1和p2分别为内腔截面线上距离q1和q2最近的点。

4.根据权利要求3所述基于有限壁厚的叶片内腔截面线获取方法，其特征在于，步骤S5和步骤S6之间还包括步骤S5-6：

令△T1＝T'1-T1，△T2＝T'2-T2，并取△Tm＝△T1+△T2，将pm处的的变换矩阵更新为(Rm,Tm+ΔTm)；其中，Rm为pm的理论-实际变换矩阵中的旋转矩阵，Tm为pm的理论-实际变换矩阵中的平移矩阵。