[发明专利]一种基于叶片变形位移场的气膜孔位置和轴向修正方法

权利要求书

1.一种基于叶片变形位移场的气膜孔位置和轴向修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，沿叶片高度方向，获取不同截面位置每个点叶片理论模型和扫描模型的变形矩阵；

S2，对于叶盆或叶背处气膜孔，将叶片理论模型不同截面位置中弧线记作第一曲线组，叶片中弧面记作第一曲面；对于前缘处的气膜孔，将叶片理论模型不同截面前缘曲线记作第二曲线组，由叶片理论模型不同截面前缘曲线构造的前缘曲面记作第二曲面；

S3，根据步骤S1得到的变形矩阵，获取第一曲线组和第二曲线组上每个位置绕积叠轴的旋转角度dα和在工件坐标系各轴向上的平移坐标dx、dy和dz；所述工件坐标系为Z轴与叶片积叠轴平行的空间直角坐标系；

S4，分别获取第一曲线组和第二曲线组上每个点在相应曲面的曲面参数域坐标系u-v中对应的(u,v)参数，并对第一曲线组和第二曲线组分别建立参数空间坐标系O-uvdα、O-uvdx、O-uvdy和O-uvdz，在各参数空间坐标系中进行数据拟合；

S5，通过叶盆或叶背表面上气膜孔，构造以积叠轴方向为法向的截平面，并利用该截平面与理论模型求交，获取截面线；

S6，分别计算各p_i点在第一曲面的曲面参数域坐标系中对应的(u,v)参数，以及第二曲面上气膜孔在第二曲面的曲面参数域坐标系中对应的(u,v)参数，记作(u_i,v_i)；其中，p_i点为所述截面线上各气膜孔的法向所在直线与第一曲面的交点，i＝1,2……,n，n表示截面线上气膜孔的总数量；

S7，分别在参数空间坐标系O-uvdα、O-uvdx、O-uvdy和O-uvdz的数据拟合结果中，在(u_i,v_i)处插值，根据插值结果构造各气膜孔对应的变换矩阵，再根据所述变换矩阵修正各气膜孔的孔位和轴向。

2.根据权利要求1所述一种基于叶片变形位移场的气膜孔位置和轴向修正方法，其特征在于，还包括步骤S8，气膜孔位置和轴向优化调整：

S8-1，在物理空间中顺序拟合各列气膜孔的孔位坐标，得到多条拟合曲线；

S8-2，将多条拟合曲线投影至扫描模型上，并按照等间距的方式顺序选取叶片截平面，获取投影曲线与叶片截平面的交点，组成关键控制点集{p_k}；

S8-3，计算关键控制点集对应叶片理论模型上的气膜孔孔位点集{q_k}和气膜孔轴向集合{t_k}；

S8.4，根据气膜孔孔位点集{q_k}在叶片理论模型上的法向矢量集{n_k}和切向矢量集{f_k}，建立局部坐标系q_k-n_kf′_kg_k，其中，g_k＝n_k×f_k，f′_k＝g_k×n_k；

S8.5，分别计算局部坐标系q_k-n_kf′_kg_k下，t_k与n_k的夹角α_k，以及t_k与f′_k的夹角β_k；

S8.6，根据叶片扫描模型上气膜孔法向和截面线切向建立局部坐标系，按照夹角α_k和夹角β_k确定关键控制点集{p_k}中各点的轴向t^/_k，获取对应的轴向矢量集{t^/_k}；

S8.7，通过关键控制点集{p_k}和轴向矢量集{t^/_k}，构造直纹面S；

S8.8，扩大直纹面S，与叶片的扫描模型求交，获取交线C；

S8.9，通过叶片理论模型上各列气膜孔位置分别构建平面组{Π_i}，并与交线C求交，获取交点集{p_j}，作为气膜孔优化后的孔位；

S8.10，通过计算交点集{p_j}在直纹面S处的(u,v)参数，提取直纹方向的等参数线作为气膜孔优化后的轴向。