[發明專利]一種單支點柔壁噴管型面曲線設計方法

在審

• 申請號: 202210734384.4
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115130299A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 李志;師巖;祁陸喬
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/12;G06F119/02
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 趙越

1.一種單支點柔壁噴管型面曲線設計方法，其特征在于，包括：

獲取單支點柔壁噴管的設計參數；

根據設計參數確定支桿參數的初始值；

獲取目標型面曲線；

利用MAPLE軟件編寫型面曲線計算程序，將單支點柔壁噴管的設計參數和支桿參數的初始值代入型面曲線計算程序，計算出型面曲線；

將目標型面曲線與型面曲線作差，得到型面曲線偏差；

當型面曲線偏差大于型面曲線最大偏差時，根據型面曲線偏差調整支桿參數的數值，重復利用MAPLE軟件進行迭代計算，直到得到型面曲線與目標型面曲線之間的型面曲線偏差小于型面曲線最大偏差，此時得到單支點柔壁噴管型面曲線。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取單支點柔壁噴管設計參數包括：

獲取單支點柔壁噴管的寬度；

獲取單支點柔壁噴管的長度；

獲取單支點柔壁噴管的厚度；

獲取單支點柔壁噴管的彈性模量。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述支桿參數包括：支桿長度和支桿伸長量。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用MAPLE軟件編寫型面曲線計算程序，將單支點柔壁噴管的設計參數和支桿參數代入型面曲線計算程序，計算出型面曲線包括：

1)將單支點柔壁噴管簡化為單支桿懸臂梁，根據歐拉-伯努利梁大變形理論，得出單支桿懸臂梁在曲線坐標系下的平衡方程：

其中：α為單支桿懸臂梁的傾角，s為型面曲線曲線坐標，M為單支桿懸臂梁的彎矩，E為單支點柔壁噴管的彈性模量，b為單支點柔壁噴管的寬度，h為單支點柔壁噴管的厚度；

2)通過平衡方程得到型面曲線表示為第一類不完全橢圓積分和第二類不完全橢圓積分，得到型面曲線方程組公式表示形式：

其中：

l為單支桿懸臂梁的長度，F(k,γ)表示第一類不完全橢圓積分，E(k,γ)表示為第二類不完全橢圓積分；f為型面曲線上區間[γ₀,γ_s]的第一類不完全橢圓積分，e為型面曲線上區間[γ₀,γ_s]的第二類不完全橢圓積分，S₀為支桿長度初始值，ΔS為支桿伸長量，θ為支桿旋轉的角度，P為支桿與懸臂梁交點受力值，α_L為單支桿懸臂梁右端點的傾角，k為橢圓積分的模，γ為積分上限；

3)將所述單支點柔壁噴管的設計參數和所述支桿參數的初始值代入型面曲線方程組，得到型面曲線。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述當型面曲線偏差大于型面曲線最大偏差時，根據型面曲線偏差調整支桿參數的數值，重復利用MAPLE軟件進行迭代計算，直到得到型面曲線與目標型面曲線之間的型面曲線偏差小于型面曲線最大偏差，此時得到單支點柔壁噴管型面曲線包括：

型面曲線最大偏差是指計算得到的型面曲線與目標型面曲線差值的最大值,

型面曲線最大偏差為ε，設定ε的取值范圍為0.1～0.5mm,

y_i和分別表示計算型面曲線和目標型面曲線的縱坐標值，型面曲線偏差為坐標值作差，若：

則減小支桿伸長量為

若

則增加支桿伸長量為

將支桿調整參數數值再次代入MAPLE軟件進行迭代計算，重復以上對比過程以及重復進行以上支桿參數調整和MAPLE軟件迭代計算，直到滿足小于型面曲線最大偏差為止，此時獲得單支點柔壁噴管型面曲線。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述當型面曲線偏差大于型面曲線最大偏差，根據型面曲線偏差調整支桿參數的數值，重復利用MAPLE軟件進行迭代計算，直到得到型面曲線與目標型面曲線之間的型面曲線偏差小于型面曲線最大偏差，此時得到單支點柔壁噴管型面曲線包括：

型面曲線最大偏差是指計算得到的型面曲線與目標型面曲線差值的最大值,

型面曲線最大偏差為ε，設定ε的取值范圍為0.1～0.5mm,

y_i和分別表示計算型面曲線和目標型面曲線的縱坐標值，N為數據點的個數，型面曲線偏差為均方根偏差R，則

若Rε

則調整支桿伸長量，即將支桿調整參數再次代入MAPLE軟件進行迭代計算，假設調整支桿伸長后R值變大了，則需要減小支桿伸長，再重復MAPLE軟件迭代計算；反之如果調整支桿縮短后R值變大了，則需要調整支桿伸長，MAPLE軟件迭代計算，直到滿足Rε為止，此時獲得單支點柔壁噴管型面曲線。