(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210649108.8 (22)申请日 2022.06.09 (71)申请人 浙江燃创透平机械股份有限公司 地址 310022 浙江省杭州市东新路1188号 (72)发明人 庄达明　隋永枫　蓝吉兵　胡海良　 张宇明　初鹏　余沛坰　屠瑶　 (74)专利代理机构 北京精金石知识产权代理有 限公司 11470 专利代理师 刘俊玲 (51)Int.Cl. G01B 21/32(2006.01) F16B 11/00(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种在叶片上定位应变片的方法 (57)摘要 本发明公开了一种在叶片上定位应变片的 方法，涉及旋转机械叶片测试领域，步骤包括：通 过CAE软件仿真计算获得叶片的应力分布；选取 应变片粘贴区域；在应变片粘贴区域内确定应变 片定位窗口；确定掩膜边界；将包含应变片定位 窗口的曲面区域展开成平面区域；制作掩膜；在 需要测试的一级叶片中选取多只需要在相同位 置粘贴应变片的叶片；在叶片的应变片粘贴区域 铺贴掩膜；在应变片定位窗口的位置对应变片进 行定位和粘贴；待应变片粘合剂固化后，揭除掩 膜；完成全部应变片粘贴。本发明具有应变片定 位窗口的掩膜，且可以重复在多只形状相同的叶 片上进行应变片的定位，提高了重复定位应变片 的定位精度，也有利于提高应变测量的重复精 度。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114964135 A 2022.08.30 CN 114964135 A 1.一种在叶片上定位应变片的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1：根据叶片的三维模型、受力条件以及边界约束条件，通过CAE软件仿真计算获 得叶片在试验状态下的应力分布； 步骤S2：根据叶身三维模型和应力等值线分布，选取应变片粘贴区域； 步骤S3：根据选取的应变片的粘贴区域，在应变片粘贴区域内确定应变片定位窗口； 步骤S4：根据应变片定位窗口的位置，确定掩膜边界； 步骤S5：在叶身背弧面上截取掩膜边界围成的曲面区域，采用CAD软件的曲面展平功 能，将包含应变片定位窗口的曲面区域展开成平面区域； 步骤S6：若CAD软件显示曲面展平成功，则在平面区域上制作掩膜，若CAD软件无法展平 曲面，则需要沿叶高方向，移动掩膜的上、下边界，进而调整掩膜边界的位置，调整后，重复 步骤S3‑步骤S6的操作，迭代调整，直至将曲面区域展开成平面区域； 步骤S7：根据测试需求，在需要测试的一级叶片中选取多只需要在相同位置粘贴应变 片的相同形状的叶片； 步骤S8：在叶片的应变片粘贴区域铺贴掩膜； 步骤S9：在应变片定位窗口的位置对应变片进行定位和粘贴； 步骤S10：待应变片粘合剂固化后，揭除掩膜； 步骤S11：若选取的多只叶片中仍有叶片需要粘贴应变片，则利用同一张或同一批制作 的掩膜继续为剩余叶片进行应变片粘贴，否则，即是完成了全部应变片的粘贴操作。 2.根据权利要求1所述的一种在叶片上定位应变片的方法，其特征在于，所述步骤S2中 对应变片粘贴区域的选取，需要被选择的叶身区域的表面同时满足外凸曲面、曲率半径大 于0.6Rmax、静应力值大于的0.75σmax以及应力梯度小于(σmax－σmin)/h，其中，Rmax为叶身表面 最大曲率半径，σmax为叶身表面最大静应力值，σmin为叶身表面最小静应力值，h为叶身高度。 3.根据权利要求1所述的一种在叶片上定位应变片的方法，其特征在于，所述步骤S3中 应变片定位窗口的确定条件为： 应变片定位窗口为矩形，且应变片定位窗口宽度为x、应变片定位窗口长度为y，应变片 基底宽度为a、应变片基底长度为b，应变片定位窗口宽度与应变片基底宽度之差为Δa＝ x－a，应变片定位窗口长度与应变片基底长度之差为Δb＝y－b，且Δa＝Δb，应变片定位窗 口的长度方向ε与叶片辐射线方向γ的夹角为θ。 4.根据权利要求1所述的一种在叶片上定位应变片的方法，其特征在于，所述步骤S4中 掩膜边界的确定过程为： 所述掩膜边界由四条首尾相接的曲线构成，其中，两条相对的边界分别与叶身前缘、叶 身尾缘重合，另两条相对的边界都位于叶身背弧面上。 5.根据权利要求1所述的一种在叶片上定位应变片的方法，其特征在于，所述步骤S6中 掩膜的制作过程为： 将掩膜边界围成的平面区域分别向叶身前缘、叶身尾缘对应边界的外法线方向平移扩 展，使掩膜边界围成的平面区域的面积相比扩展前的平面区域面积增加了30％‑60％，得到 扩展后的平面区域，将扩展后的平面区域等比例映射到平整的树脂胶带上，在树脂胶带上 标记应变片定位窗口、前缘标志线和尾缘标志线，在应变片定位窗口标记对齐标志，沿扩展 的平面区域的边界裁剪树脂胶带，并沿应变片定位窗口的边界裁剪树脂胶带，剪裁后的树权　利　要　求　书 1/2页 2 CN 114964135 A 2脂胶带即为制作完成的掩膜。 6.根据权利要求1所述的一种在叶片上定位应变片的方法，其特征在于，根据叶片几何 尺寸的分散度，以及叶片质量、静频率、静力矩的分散度，对同一级具有相同形状的叶片进 行选取。 7.根据权利要求1所述的一种在叶片上定位应变片的方法，其特征在于，所述步骤S8中 的掩膜铺贴过程为： 掩膜的前缘标志线与叶身前缘重合，尾缘标志线与叶身尾缘重合，掩膜的前缘标志线 的下端点与叶身前缘根部基准的距离为t，尾缘标志线的下端点与叶身尾缘根部基准的距 离为s。 8.根据权利要求5所述的一种在叶片上定位应变片的方法，其特征在于，所述步骤S9中 的应变片的定位和粘贴过程为： 在应变片背面涂抹应变片粘合剂，将应变片置于应变片定位窗口正上方，确认应变片 上的对齐标志与掩膜上的对齐标志对齐，且应变片四周与应变片定位窗口的间隙保持均 匀，向应变片均匀施加压力，并保持3‑5分钟。 9.根据权利要求5所述的一种在叶片上定位应变片的方法，其特征在于，所述在树脂胶 带上的标记操作由打印机根据所述扩展的平面区域的CAD文件打印到树脂胶带上。 10.根据权利要求7所述的一种在叶片上定位应变片的方法，其特征在于，所述叶身前 缘根部基准为叶身前缘根部与叶根连接形成的平台基准面或基准点，所述叶身尾缘根部基 准为叶身尾缘根部与叶根连接形成的平台基准面或基准点。权　利　要　求　书 2/2页 3 CN 114964135 A 3