CN109684686A - 一种叶片叶身型线快速处理方法 - Google Patents

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    • Y02E10/70—Wind energy
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Abstract

本发明公开了一种叶片叶身型线快速处理方法，包括以下步骤：步骤一，批量导入叶片设计图中的叶身型线坐标点，同时生成叶片多个截面的型线；步骤二，前缘位置、后缘位置、毛边方向和毛边宽度的处理；步骤三，余量加放：采用曲线偏置方法，单条样条曲线上按等弧长取多个点，通过在各个点在曲线上二维法向方向上平移同一距离，再生成新的偏置样条曲线。本发明能够更快速、准确地实现叶片从设计数据到锻件的过程，有效减少错误，降低劳动强度，提高工作效率。

Description

一种叶片叶身型线快速处理方法
技术领域
本发明属于锻造设计领域，特别是叶片叶身型线的处理方法。
背景技术
叶片叶身型线处理是从设计坐标形成设计型线，对设计型线进行加放余量，进排气边加放余量并形成毛边的设计方法；是叶片锻件设计、模具设计所必须的步骤，是从设计图纸到产品的一个重要过程。
目前叶片叶身型线处理大多采用由设计图坐标点数据输入到excel表格，经函数处理为符合Auto CAD格式的坐标数据，再导入Auto CAD形成设计型线；对设计型线进行加放余量及进排气边处理，再导入UG处理形成数模。
按照上述方法流程工作量大，效率低，每次只能单独对一个截面进行处理，而一个叶片的截面数量有10至30个截面不等，截面处理非常费时费力，且过程中对数据的转移容易产生缺漏或混乱的错误，造成设计数据不准确。
发明内容
本发明旨在提供一种叶片叶身型线快速处理方法，能够更快速、准确地实现叶片从设计数据到锻件的过程，有效减少错误，降低劳动强度，提高工作效率。
具体来说，本发明的技术方案如下：
一种叶片叶身型线快速处理方法，包括以下步骤：
步骤一，批量导入叶片设计图中的叶身型线坐标点，生成叶片多个截面的型线；
步骤二，前缘位置、后缘位置、毛边方向和毛边宽度的处理：通过前缘圆弧或后缘圆弧圆心点，以及从圆心处偏置一距离t1与中弧线的交点，定义一个毛边初始方向，从圆心处偏置一距离t2定义前缘或后缘位置，从该处将设计样条打断，叶身位置保持不变，毛边处采用等斜率变化的方式生成间隔距离为t3一个点的点集，生成值为t4的毛边宽度，连接叶身与前缘或后缘点生成新的样条曲线；
步骤三，余量加放：采用曲线偏置方法，单条样条曲线上按等弧长取多个点，通过在各个点在曲线上二维法向方向上平移同一距离，再生成新的偏置样条曲线。
所述步骤一中，将叶身型线坐标点设计数据批量导入UG软件中，生成多个截面的型线。
所述步骤二中，还包括初始毛边形状调整，调整方式为斜率调整或弯曲调整。
需要说明的是t1为实际检测控制位置，t2为设计控制位置(预防模具磨损而严控了前后缘的位置)，t3为生成的叶身型线点密度，t4为锻件毛边宽度。
与现行叶片型线处理方法对比，本发明充分利用计算机快捷高效的计算优势，代替人工完成数据转换、数据处理的繁杂过程，能同时对全截面数据进行处理，加放余量和进排气边处理实现自动化处理，将型线处理时间从1.5个工作日减少到1小时以内，极大的提高了工作效率。同时，采用了计算机统一的设计计算流程，避免了产品因人而异的设计方法造成的锻件差异，保证了数据的统一性。
附图说明
图1为本发明方法流程图；
图2为自动生成设计型线截图；
图3为前/后缘处理示意图；
图4为型线自动化处理截图；
图5为UG中实现批量导入叶身坐标点生成型线的插件界面截图；
图6为UG中实现毛边形状调整的插件界面截图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述。
如图1所示，本发明的基本流程为批量导入叶身坐标点数据→生产所有截面型线→前缘位置、后缘位置、毛边方向和毛边宽度的处理→叶身余量加放→毛边形状微调。
一、将叶身坐标点数据导入UG中，生成全部型线，如图2所示。为了便于操作，可在UG中利用JAVA语言二次开发，编写插件批量解析叶身坐标点。具体来说，通过AUTO CAD将叶身叶型点坐标数据从AUTO CAD中导出为文本格式，然后拷贝到插件中批量解析并读取，如图5所示，插件的原理是：根据HB5647-98中规定的叶身坐标表示格式，对叶片设计图中的叶身型线坐标点进行自动解析(包括参数b、Cmax、ɑ、Rq、Rh、Z等)。该解析采用主流解析工具—正则表达式，利用JAVA语言提供的能对正则表达式完美支持的regex开发包，准确方便的解析出叶型点坐标。根据设计图提供的数据格式，简单定义了各参数与数值的位置对应关系，在生成的叶身型线中调用了叶身点坐标，利用样条曲线方法生成叶身型线，三点圆弧生成前后缘。
二、前后缘处理：通过前/后缘圆弧圆心点，以及从圆心处偏置t1＝2.0mm与中弧线的交点，定义一个毛边初始方向。从圆心处偏置t2＝0.8mm定义前/后缘位置，从该处将设计样条打断，叶身位置保持不变。毛边处采用等斜率变化的方式生成t3＝0.1mm一个点的点集，生成t4＝6.0mm的毛边宽度。最后连接叶身与前后缘点生成新的样条曲线，完成前后缘处理，如图3所示。
三、计算法向余量偏置：如图4所示，采用UG曲线偏置方法，单条样条曲线上取按等弧长取300个点，通过在各个点在曲线上二维法向方向上平移同一距离，再生成新的偏置样条曲线，形成余量加放。
四、当初始毛边不理想时，可对毛边进行手动调整。通过在UG中编写插件实现毛边形状的调整(如图6所示前后缘弯曲)，可实现圆弧状、直线状的圆弧毛边桥部设计。调整后的曲线可以实时更新，方便直观。以t1＝2.0mm,t2＝0.8mm，t3＝0.1mm，t4＝6.0mm为例，毛边形状的调整原理是在前、后缘位置0.8mm处做一竖直直线与叶身型线相交，在型线上取交点左右的各一点，求出两点连线的斜率ΔK，并以此作为弯曲毛边的初始斜率增量(毛边弯曲由点密度为0.1mm，斜率增量ΔK求出的长度为6.0mm的各点连接而成)通过手动调整ΔK值微调毛边的弯曲程度，根据设计要求可得到平行的或者张开的毛边桥部。通过前、后缘圆弧的圆心，以及从圆心向内偏置2.0mm做一直线与截面中弧线相交，交点与圆心连线求出毛边的初始方向。通过控制这一连线的斜率来手动微调毛边方向。最后根据以上得到的毛边(0.1mm密度的点)，与原始叶身(0.8mm以内)点坐标生成处理后的叶身型线，通过法向偏置完成叶身余量加放，完成型线处理。增加毛边形状调整的原因是因叶片各截面型线的形状，尺寸复杂，无法通过固定参数实现统一最优调整，故为增加手动微调功能。

Claims (3)

1.一种叶片叶身型线快速处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，批量导入叶片设计图中的叶身型线坐标点，生成叶片多个截面的型线；
步骤二，前缘位置、后缘位置、毛边方向和毛边宽度的处理：通过前缘圆弧或后缘圆弧圆心点，以及从圆心处偏置一距离t1与中弧线的交点，定义一个毛边初始方向，从圆心处偏置一距离t2定义前缘或后缘位置，从该处将设计样条打断，叶身位置保持不变，毛边处采用等斜率变化的方式生成间隔距离为t3一个点的点集，生成值为t4的毛边宽度，连接叶身与前缘或后缘点生成新的样条曲线；
步骤三，余量加放：采用曲线偏置方法，单条样条曲线上按等弧长取多个点，通过在各个点在曲线上二维法向方向上平移同一距离，再生成新的偏置样条曲线。
2.根据权利要求1所述的一种叶片叶身型线快速处理方法，其特征在于：所述步骤一中，将叶身型线坐标点设计数据批量导入UG软件中，生成多个截面的型线。
3.根据权利要求1所述的一种叶片叶身型线快速处理方法，其特征在于：所述步骤二中，还包括初始毛边形状调整，调整方式为斜率调整或弯曲调整。
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