(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 202210955753.2 (22)申请日 2022.08.10 (71)申请人 太仓点石航空动力有限公司 地址 215400 江苏省苏州市太 仓市大连东 路36号-27 (72)发明人 赵运生　代钰　薛园园　丁建国　 蔡显新　 (74)专利代理 机构 苏州市中南伟业知识产权代 理事务所(普通 合伙) 32257 专利代理师 陈华红子 (51)Int.Cl. G06F 30/10(2020.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 整体叶轮 循环对称实体的建模方法 (57)摘要 本发明涉及一种整体叶轮循环对称实体的 建模方法， 包括： 获取整体叶轮的叶片数和叶型 坐标数据， 根据叶型坐标数据得到样条曲线； 根 据样条曲线得到叶片体， 结合样条曲线得到整体 叶轮的轮盘的2D几何模型， 根据轮盘的2D几何模 型得到轮盘体； 结合叶片体和轮盘体得到含一个 叶片的初步模 型； 根据样条曲线在所述轮盘体上 生成切割面引导线， 根据叶片数和切割面引导线 切割初步模型得到含一个叶片的循环对称实体 模型。 本发明可以减少分析设计的工作量、 可 以 通过软件实现自动化并应用在自动化优化设计 中， 从而提高效率。 权利要求书3页 说明书8页 附图14页 CN 115329406 A 2022.11.11 CN 115329406 A 1.一种整体叶轮 循环对称实体的建模方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 获取整体叶轮的叶片数， 获取叶型坐标数据， 根据所述叶型坐标数据得到样条曲 线； S2： 根据所述样条曲线得到叶片体， 结合所述样条曲线得到整体叶轮的轮盘的2D几何 模型， 根据所述轮 盘的2D几何模型 得到轮盘体； S3： 结合所述叶片体和轮 盘体得到含一个叶片的初步模型； S4： 根据所述样条曲线在所述轮盘体上生成切割面引导线， 根据所述叶片数和切割面 引导线切割所述初步模型 得到含一个叶片的循环对称实体模型。 2.根据权利要求1所述的整体叶轮循环对称 实体的建模方法， 其特征在于： 所述获取叶 型坐标数据， 具体为： 将沿整体 叶轮轴向方向的作为x轴， 沿整体 叶轮周向方向的作为y轴， 沿叶片方向的作 为z轴建立整体叶轮坐标轴； 在叶片上设置多个截面， 在各个截面上取数目和排列 方式相同的叶型坐标点得到所述 叶型坐标 数据。 3.根据权利要求2所述的整体叶轮循环对称 实体的建模方法， 其特征在于： 根据 所述叶 型坐标数据得到样条曲线， 具体为： 将每个截面上的叶型坐标点首尾相连得到封闭的曲线， 将所述封闭的曲线作为所述样 条曲线。 4.根据权利要求1所述的整体叶轮循环对称 实体的建模方法， 其特征在于： 根据 所述样 条曲线得到叶片体， 具体为： 将与整体叶轮的轮盘接触的样条曲线作为叶根底截面样条曲线， 根据 所述叶根底截面 样条曲线的形状建立叶片的底端曲面； 将距离整体叶轮的轮盘最远的样条曲线作为叶尖顶截面样条曲线， 根据 所述叶尖顶截 面样条曲线的形状建立叶片的顶端曲面； 将所有样条曲线连成叶身曲面， 结合所述底端曲面、 顶端曲面和叶身曲面形成所述叶 片体。 5.根据权利要求4所述的整体叶轮循环对称 实体的建模方法， 其特征在于： 结合所述样 条曲线得到整体叶轮的轮盘的2D几何模型， 根据所述轮盘的2D几何模型得到轮盘体， 具体 为： 沿整体叶轮的轴向方向设置截面， 结合所述叶根底截面样条曲线得到所述轮盘的2D几 何模型， 以整体叶轮的轴向为旋转轴旋转所述轮 盘的2D几何模型 得到所述轮 盘体。 6.根据权利要求4所述的整体叶轮循环对称 实体的建模方法， 其特征在于： 结合所述叶 片体和轮盘体得到含一个叶片的初步模型， 具体为： 实施布尔运算中的和运算合并所述叶 片体和轮 盘体， 所述叶片体和轮 盘体的合并面 为所述底端曲面。 7.根据权利要求4所述的整体叶轮循环对称 实体的建模方法， 其特征在于： 根据 所述样 条曲线在所述轮 盘体上生成切割面引导线， 具体为： 将所述叶根底截面样条曲线上形状外凸的曲线作为叶背、 将所述叶根底截面样条曲线 上形状内凹的曲线作为叶盆， 以所述叶背和叶盆 为两端做中线； 获取所述轮盘的2D几何模型 上最小轴向坐标值xmi n和最大轴向坐标值xmax，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115329406 A 2沿所述中线向所述轮盘体的中心轴两端延伸， 延伸线两端平缓转向直到到达所述xmin 和xmax停止延伸， 延伸线两端平行于所述轮盘体的中心轴， 连接此时的延伸线和所述中线 作为所述切割面引导线。 8.根据权利要求7所述的整体叶轮循环对称 实体的建模方法， 其特征在于： 所述切割面 引导线的生成方法具体为： 以所述轮盘体的中心轴为界在延伸线上的两侧分别取n个点， 一侧取点1～n、 另一侧取 点n+1～2n； 第1个点的坐标值小于等于所述xmi n， 第2n个点的坐标值大于等于所述xmax； 在延伸线的一侧， 从第1个点开始朝所述轮盘体的中心轴方向取n个点， 在所述中线上 靠近第1个点处开始朝所述轮盘体的中心轴方向取1 ’、 2’两个点， 令轮盘体的中心轴的斜率 k0＝0， 1’点到1点间分成了n段线段； 设1’点在xy平面的投影坐标为(X1 ’,Y1’)， 2’点在xy平面的投影坐标为(X2 ’,Y2’)， 则 1’点到2’点的斜率k1’为： k1’＝(Y2’ ‑Y1’)/(X2’ ‑X1’)； 计算1点到1 ’点间每段线段的斜 率增量dk 为： dk＝(k0‑k1’)/n, 将n段线段的斜 率表示为ki， ki(i＝1,2,…,n)的计算方法为： ki＝k1’+i×dk； 获取1点的x轴坐标 X1， 1～n点的坐标(Xj、 Yj)的计算公式为： Xj＝X1’+i×(X1‑X1’)/n， j＝n‑i+1； Yj＝Y1’+ki×(Xj‑X1’)； 连接1～1 ’点得到一侧的延伸线； 在延伸线的另一侧， 从第2n个点开始朝所述轮盘体的中心轴方向取n个点， 在所述中线 上靠近第2n个点处开始朝所述轮盘体的中心轴方向取1 ”、 2”两个点， 1 ”点到2n点间分成了n 段线段； 设1”点在xy平面的投影坐标为(X1 ”,Y1”)； 2”点在xy平面的投影坐标为(X2 ”,Y2”)， 则 1”点到2”点的斜率k1”为： k1”＝(Y2” ‑Y1”)/(X2” ‑X1”)； 计算2n点到1”点间每段线段的斜 率增量dk ”为： dk”＝(k0‑k1”)/n, 将n段线段的斜 率表示为ki”， ki”(i”＝n+1,n+2, …,2n)的计算方法为： ki”＝k1”+i” ×dk”； 获取n+1点的x轴坐标 X(n+1)， n+1～ 2n点的坐标(Xj ”、 Yj”)的计算公式为： Xj”＝X1”+i” ×(X(n+1)‑X1”)/n， j”＝2n‑i”+1； Yj”＝Y1”+ki” ×(Xj” ‑X1”)； 连接1”～2n点得到另一侧的延伸线； 依次连接1～1 ’点、 中线、 1 ”～2n点得到所述切割面引导线。 9.根据权利要求1 ‑8任一项所述的整体叶轮循环对称 实体的建模方法， 其特征在于： 根 据所述叶片数和切割面引导线切割所述初步模 型得到含一个叶片的循环对称实体模型， 具 体为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115329406 A 3