用于控制涡轮机元件的曲面的轮廓的一致性的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于控制涡轮机元件的曲面的截面轮廓的一致性的方法，该方法包括以下步骤：‑(100)采集截面的多个测量点在针对所述截面限定的参照系中的坐标；其特征在于，该方法包括以下步骤：‑(200)基于这些测量点的坐标，计算这些点中的每个点处截面的曲率半径，以沿所述截面根据测量点的位置获得曲率半径的测量的演化曲线；‑(300)将前述步骤中获得的曲率半径的测量的演化曲线与预先确定的、截面的曲率半径的理论的演化曲线进行比较；‑(400)基于前述步骤中进行的比较，评估截面的一致性。

A Method for Controlling the Contour Consistency of Turbine Component Surfaces

The present invention relates to a method for controlling the consistency of the cross-sectional profile of the curved surface of a turbine element. The method comprises the following steps: (100) collecting coordinates of several measuring points of the cross-section in a reference frame limited for the cross-section; and (20) calculating the cross-sectional at each point of these points based on the coordinates of these measuring points. The curvature radius is used to obtain the evolution curve of the measurement of the curvature radius according to the position of the measuring point along the section; (300) Compare the evolution curve of the measurement of the curvature radius obtained in the preceding step with the theoretical evolution curve of the pre-determined curvature radius of the section; (400) Evaluate the consistency of the section based on the comparison made in the preceding step.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制涡轮机元件的曲面的轮廓的一致性的方法
本专利技术涉及一种涡轮机元件的曲面的截面(例如用于飞机的涡轮机叶片的截面)轮廓的一致性的控制方法，以验证所述元件的曲面的截面符合在设计所述元件期间设定的制造标准。因此，本专利技术尤其可以涉及一种叶片的前缘和/或后缘的辐射状轮廓的一致性的控制方法，以验证叶片的前缘和/或后缘的形状完全符合在设计叶片期间设定的制造标准。
技术介绍
在制造涡轮机元件的曲面期间，已知的是对曲面的截面轮廓的一致性进行控制，以验证该元件是否符合在设计所述元件期间设定的制造标准。因此，在制造用于飞机的涡轮机叶片(例如风扇叶片或压气机叶片)期间，进行该叶片的一致性的控制步骤以验证所述叶片的形状是否符合在设计所述叶片期间设定的制造标准。叶片的前缘和后缘且特别是前缘是如下叶片区域，该叶片区域的形状对所述叶片的空气动力学性能具有主要影响。这样，重要的是叶片的前缘和后缘具有符合在设计所述叶片期间限定的形状的形状，使得所述叶片具有优选的空气动力学特性。根据图1所示的已知方法，通过将叶片1与最大叶片轮廓11和最小叶片轮廓12进行比较来进行叶片1的一致性的控制。最大轮廓11对应于叶片1所容许的最大厚度，且最小轮廓12对应于所述叶片1所容许的最小厚度。最大轮廓11和最小轮廓12通过给在设计叶片1期间设定的叶片的最佳厚度施加公差阈值来设定。但是图1所示的方法仅控制叶片1的厚度是否包含在由最大轮廓11和最小轮廓12限定的公差阈值内，并且不能检测前缘或后缘是否具有不可接受的辐射状形状(例如，图2所示的那些形状)。例如，如果叶片1的前缘或后缘在可接受的公差阈值内太过尖锐，则叶片1的前缘或后缘可能具有不可接受的形状。为了控制叶片1的前缘的轮廓和后缘的轮廓，因此必须由质量控制的操作者进行目视检查以将前缘和后缘的轮廓与不可接受的形状轮廓，例如图2b至2h所示的形状轮廓进行比较，而图2a示出了优选的轮廓。图2b示出了前缘或后缘的端部的横向偏移。图2c示出了轮廓太圆的前缘或后缘。图2d示出了包括凹口的前缘或后缘。图2e示出了包括平点的前缘或后缘。图2f示出了前缘或太过尖锐的后缘，原因是它包括形成一个尖的两个平点。图2g示出了包括轻微平点与轻微横向偏移的组合的前缘或后缘。最后，图2h示出了过于薄的前缘或后缘。然而，这种控制方法经证明不足以正确地评估叶片的一致性，尤其会产生关于重复性和再现性的问题。已知文献WO2012/152255(还对应于文献US2014/0076038)描述了一种用于控制叶片的截面轮廓的方法。通过观察测量的叶片的截面轮廓是否包含在可接受的公差区间内来控制轮廓。该方法还可以包括将截面的最小曲率半径与最小理论曲率半径进行比较。但是这种方法无法检测和揭示涡轮机元件(特别是叶片)的截面可能出现的所有缺陷。此外，最小曲率半径的分析集中于叶片的前缘或后缘。
技术实现思路
本专利技术的总体目的是提出一种曲面的截面轮廓的控制方法，其不存在现有技术的缺陷。本专利技术的另一个目的是提出一种控制方法，该方法可靠、不依赖于测量装置并能够定量、客观和完整地评估曲面，尤其是叶片的前缘和/或后缘的曲率半径的一致性。更具体地，根据第一方面，本专利技术涉及一种涡轮机元件的曲面的截面轮廓的一致性的控制方法，该方法包括以下步骤：-采集截面的多个测量点在针对所述截面限定的参照系中的坐标；其特征在于，该方法包括以下步骤：-根据这些测量点的坐标，计算这些点中的每个点处截面的曲率半径，以沿所述截面根据测量点的位置获得曲率半径的测量的演化曲线；-将前述步骤中获得的曲率半径的测量的演化曲线与预先确定的、截面的曲率半径的理论的演化曲线进行比较，其中该比较采用以下步骤：·确定曲率半径的测量的演化曲线中与所述测量的演化曲线的局部极值对应的至少一个奇点；·对所确定的奇点的数量进行计数；·通过比较奇点与曲率半径的理论的演化曲线的特定点来测量一致性参数，其中测量的参数和理论的演化曲线的特定点取决于前述步骤中计数得到的奇点的数量；-根据前述步骤中进行的比较，通过将参数与预定值进行比较来评估曲面的截面的一致性，而评估曲面的截面的一致性。这种方法一方面容易检测到截面轮廓中，特别是叶片前缘和/或后缘的轮廓中的缺陷，通过将曲率半径的测量的演化曲线与理论的演化曲线进行比较，更清楚地显现出这些缺陷。根据本专利技术的方法通过单独采用以下特征或采用其任何技术上可能的组合来有利地完成：·通过测量穿过所述测量点和沿着截面跟随所述测量点的两个测量点的圆的半径来进行测量点处的曲率半径的计算；·确定至少一个奇点的步骤包括以下步骤：-通过仅取一个极值作为奇点来判别所确定的局部极值，其中针对该极值，曲率半径的值相对于相邻极值的变化大于预定阈值；·该方法包括以下步骤：-当计数得到单个奇点时，测量一方面是奇点和另一方面是与曲率半径的理论的演化曲线的最小曲率半径对应的特定点之间的曲率半径的差值；-通过将前述步骤中测量的曲率半径的差值与预定公差阈值进行比较来评估截面的一致性；·该方法包括以下步骤：-当计数得到仅有两个奇点时，将该截面设置为不合规；·该方法包括以下步骤：-当计数得到仅有三个奇点时，测量一方面是所述三个奇点之中具有最大曲率半径的奇点和另一方面是与理论的演化曲线的点对应的特定点之间的曲率半径的差值，理论的演化曲线的该点沿截面具有与具有最大曲率半径的奇点相同的位置；-将曲率半径的该差值与预定阈值进行比较；-如果曲率半径的差值小于阈值，则测量以下参数：*沿截面在一方面是三个奇点之中具有最小曲率半径的奇点和另一方面是具有理论的演化曲线的最小曲率半径的特定点之间的距离；*一方面是具有最小曲率半径的奇点和另一方面是具有最小曲率半径的特定点之间的曲率半径的差值的符号；*一方面是具有最小曲率半径的奇点和另一方面是与理论的演化曲线的点对应的特定点之间的曲率半径的差值，理论的演化曲线的该点沿截面具有与具有最小曲率半径的奇点相同的位置；-通过将前述步骤中测量的距离、曲率半径的差值以及曲率半径的差值的符号与预定公差阈值进行比较来评估截面的一致性。-如果曲率半径的差值大于阈值，则测量沿截面在除了具有最大曲率半径的奇点之外的两个奇点之间的距离；-通过将前述步骤中测量的距离以及一方面是具有最大曲率半径的奇点和另一方面是理论的演化曲线的、沿表面具有相同位置的特定点之间的曲率半径的差值与预定公差阈值进行比较来评估截面的一致性；·该方法包括以下步骤：-通过确定穿过三个测量点的圆的中心并且确定所述圆的中心是否位于截面的外侧来检测曲率的反转；-如果圆的中心位于截面的外侧，则将叶片的截面设置为不合规。根据另一方面，本专利技术还涉及一种涡轮机叶片的前缘和/或后缘的轮廓的一致性的控制方法，该方法包括以下步骤：-实施根据第一方面的元件的曲面的截面轮廓的一致性的控制方法，其中元件为叶片，并且所述曲面包括所述叶片的前缘和/或后缘，所述控制方法在所述叶片的、沿所述叶片分布的多个截面上实施。附图说明通过以下详细说明和参照通过非限制性示例给出的附图，本专利技术的其他特征、目的和优点将显现，在附图中：·图1示出了根据现有技术的叶片的截面轮廓的控制方法；·图2a示出了叶片的后缘和前缘的优选轮廓；·图2b至图2h示出了与图2a的轮廓相比，叶片的后缘和前缘的不可接受的形状的轮廓；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮机元件的曲面的截面轮廓的一致性的控制方法，所述方法包括以下步骤：‑(100)采集截面的多个测量点(P)在针对所述截面限定的参照系中的坐标；其特征在于，所述方法包括以下步骤：‑(200)根据这些测量点(P)的坐标，计算这些点中的每个点处截面的曲率半径，以沿所述截面根据测量点(P)的位置获得曲率半径的测量的演化曲线(Cm)；‑(300)将前述步骤(200)中获得的曲率半径的测量的演化曲线(Cm)与预先确定的、截面的曲率半径的理论的演化曲线(Ct)进行比较，其中该比较(300)采用以下步骤：·(310)确定曲率半径的测量的演化曲线(Cm)中与所述测量的演化曲线(Cm)的局部极值对应的至少一个奇点(Ps)；·(320)对所确定的奇点(Ps)的数量进行计数；·(330)通过比较奇点(Ps)和曲率半径的理论的演化曲线(Ct)的特定点(Pp)来测量一致性参数，其中测量的参数和理论的演化曲线(Ct)的特定点(Pp)取决于前述步骤(320)中计数得到的奇点(Ps)的数量；‑(400)根据前述步骤(300)中进行的比较，通过将参数与预定值进行比较来评估(410)曲面的截面的一致性，而评估曲面的截面的一致性。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 FR 16583431.一种涡轮机元件的曲面的截面轮廓的一致性的控制方法，所述方法包括以下步骤：-(100)采集截面的多个测量点(P)在针对所述截面限定的参照系中的坐标；其特征在于，所述方法包括以下步骤：-(200)根据这些测量点(P)的坐标，计算这些点中的每个点处截面的曲率半径，以沿所述截面根据测量点(P)的位置获得曲率半径的测量的演化曲线(Cm)；-(300)将前述步骤(200)中获得的曲率半径的测量的演化曲线(Cm)与预先确定的、截面的曲率半径的理论的演化曲线(Ct)进行比较，其中该比较(300)采用以下步骤：·(310)确定曲率半径的测量的演化曲线(Cm)中与所述测量的演化曲线(Cm)的局部极值对应的至少一个奇点(Ps)；·(320)对所确定的奇点(Ps)的数量进行计数；·(330)通过比较奇点(Ps)和曲率半径的理论的演化曲线(Ct)的特定点(Pp)来测量一致性参数，其中测量的参数和理论的演化曲线(Ct)的特定点(Pp)取决于前述步骤(320)中计数得到的奇点(Ps)的数量；-(400)根据前述步骤(300)中进行的比较，通过将参数与预定值进行比较来评估(410)曲面的截面的一致性，而评估曲面的截面的一致性。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过测量穿过所述测量点(Pi)和沿截面跟随所述测量点(Pi)的两个测量点(Pi+1、Pi+2)的圆的半径来进行测量点(Pi)处的曲率半径的计算。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，至少一个奇点(Ps)的确定步骤(310)包括以下步骤：-(311)通过仅保留一个极值作为奇点(Ps)来判别所确定的局部极值，其中针对该极值，曲率半径的值相对于相邻极值的变化大于预定阈值。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：-(331)当计数得到单个奇点(Ps)时，测量一方面是奇点(Ps)和另一方面是与曲率半径的理论的演化曲线(Ct)的最小曲率半径对应的特定点(Pp)之间的曲率半径的差值(S1)；-(411)通过将前述步骤(331)中测量的曲率半径的差值与预定公差阈值进行比较来评估曲面的截面的一致性。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：-(412)当计数得到仅有两个奇点(Ps)时，将曲面的截面设置为不合规。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克·莫里斯·杰拉德·贝尼翁，安托万·贝尔森，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR