[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

摘要

本发明公开的一种航空发动机叶片前后缘形状数字化评价方法，属于航空发动机叶片评价领域。本发明实现方法为：基于坐标测量得到的叶片等高截面点云数据，进行前缘、叶盆、叶背和后缘的划分和样条曲线插值。建立叶片前、后缘曲线弧长曲率模型，并进行平滑滤波和归一化处理。根据相应曲率特征，判断前后缘形状是否为缩颈、平头、尖边和圆弧。计算前、后缘部分多个偏置距离叶盆、叶背方向单向厚度，根据特征指标(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)判断前后缘形状是否为削边。综合以上两点判断叶片前后缘的实际形状。本发明具有曲线形状判断效率高、重复性好的优点。

主权项

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。