[發明專利]一種葉輪機械非等厚葉片設計方法

有效

• 申請號: 202011275908.5
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112541234B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 周康;黃建華;趙斌
• 申請（專利權）人: 江蘇徐工工程機械研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松

1.一種葉輪機械非等厚葉片設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：設計葉輪機械的前盤、后盤與葉片骨線參數；

步驟2：在給定葉片內環厚度分布的基礎上，采用循環迭代法計算內環厚度采用貝塞爾曲線表達的控制點矩陣，獲得貝塞爾曲線表達的內環厚度分布，使貝塞爾曲線表達的內環厚度分布與給定內環厚度分布差值小于閾值；

步驟3：在內環厚度采用貝塞爾曲線表達的控制點矩陣基礎上增加變化矩陣，獲得外環厚度采用貝塞爾曲線表達的控制點矩陣，進而獲得貝塞爾曲線表達的外環厚度分布，進行內環、外環相應位置厚度大小判斷，輸出滿足要求的外環厚度分布；

步驟4：將內環厚度分布、外環厚度分布疊加葉片骨線得到內環、外環型線，內環、外環型線分別投影至前盤、后盤獲得加厚葉片。

2.根據權利要求1所述的一種葉輪機械非等厚葉片設計方法，其特征在于：所述給定葉片內環厚度分布為(L，S),在LS直角坐標系內，L軸表示葉片位置，S軸表示葉片厚度，在給定葉片厚度分布上沿L軸方向均勻取n個點，所取的第i個點坐標為(Li，Si)，Li代表第i點的葉片位置，Si代表第i點的葉片厚度，i＝1，2…n，n為大于等2的整數。

3.根據權利要求1所述的一種葉輪機械非等厚葉片設計方法，其特征在于：所述內環厚度采用貝塞爾曲線表達的控制點矩陣Ph1為：

式中，x0…xm為貝塞爾曲線控制點在L軸上的坐標值，y0…ym為貝塞爾曲線控制點在S軸上的坐標值，m為大于等于2的整數。

4.根據權利要求1所述的一種葉輪機械非等厚葉片設計方法，其特征在于：所述貝塞爾曲線表達式如下：

式中，0≤u≤1，L軸表示葉片位置，S軸表示葉片厚度，i取[0,m]，m為大于等于2的整數。

5.根據權利要求1所述的一種葉輪機械非等厚葉片設計方法，其特征在于：所述給定葉片內環厚度分布(L，S)采用貝塞爾曲線表達的厚度分布為(L，S＇)，在采用貝塞爾曲線表達的葉片內環厚度分布上沿L軸方向均勻取n個點，所取的第i個點坐標為(Li，Si＇)，Li代表第i點的葉片位置，Si＇代表第i點的葉片厚度，i＝1，2…n，n為大于等2的整數；計算給定葉片厚度與采用貝塞爾曲線表達的葉片厚度差值的公式如下：

n為大于等于2的整數。

6.根據權利要求1所述的一種葉輪機械非等厚葉片設計方法，其特征在于：采用循環迭代法逐步調整內環厚度貝塞爾曲線控制點矩陣Ph1，直至計算得到的Sum小于閾值，獲得用貝塞爾曲線設計的內環厚度分布，輸出用貝塞爾曲線表達的內環厚度曲線上均勻分布的k個點(L1i，S1i)，i＝1，2，…k，k為大于等2的整數。

7.根據權利要求1所述的一種葉輪機械非等厚葉片設計方法，其特征在于：所述變化矩陣ΔPh公式如下：

式中，Δx0…Δxm為第0到第m個控制點在L軸方向上的坐標變化值，Δy0…Δym為第0到第m個控制點在S軸方向的坐標變化值；

所述貝塞爾曲線表達的外環厚度控制點矩陣Ph2計算公式如下：

Ph2＝Ph1+ΔPh (5)。

8.根據權利要求1所述的一種葉輪機械非等厚葉片設計方法，其特征在于：由貝塞爾曲線表達的外環厚度控制點矩陣Ph2獲得貝塞爾曲線表達的外環厚度分布(L2i，S2i)，其中，L2i為第i個點的葉片外環位置，S2i為第i個點的葉片外環厚度，i＝1，2，…k，k為大于等2的整數。