612023年第66卷第3期·航空制造技术薄壁件加工状态监控与变形控制ProcessingStateMonitoringandDeformationControlofThin-WalledParts*基金项目：国家重大项目（GJXM92579）。引文格式：田野,宁涛,陈志同.基于高参数均匀性的叶片曲面光顺造型方法[J].航空制造技术,2023,66(3):61–69.TIANYe,NINGTao,CHENZhitong.Smoothmodelingmethodwithuniformparametersforbladesurface[J].AeronauticalManufacturingTechnology,2023,66(3):61–69.基于高参数均匀性的叶片曲面光顺造型方法*田野1，宁涛2，陈志同1（1.北京航空航天大学机械工程及自动化学院复杂曲面先进加工技术实验室，北京100191；2.北京航空航天大学机械工程及自动化学院飞行器制造工程实验室，北京100191）[摘要]为进一步优化叶片的曲面模型质量，提出一种基于高参数均匀性的叶片曲面光顺建模方法。首先根据叶片的曲率特征，将单层数据点分成叶盆、叶背、前缘和后缘4个部分，通过叶片前缘和后缘的曲线拟合，获得拟合圆圆心，并以此生成叶片中弧线的诱导曲线。进而通过改进的牛顿迭代法获得一系列叶片截面轮廓线内切圆圆心，从而获得中弧线，对中弧线进行光顺处理以及弧长参数化，并利用中弧线–厚度分布的方式，结合过渡曲线生成光顺的截面轮廓线，保证过渡处曲率连续。最后，通过放样及融合优化算法快速自动地生成光顺的叶片曲面模型。利用该方法对某型号发动机叶片数据点进行曲面造型与加工验证，结果表明，优化后的曲面模型具有良好的光顺性，避免了由于模型不光顺导致的刀轨波动问题。关键词：航空发动机叶片；参数均匀；光顺造型；弧长参数化；曲率连续DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.061田野博士研究生，主要研究方向为CAD/CAM理论与技术。于曲线拟合的曲面造型方法。曲线变形方法包含七段圆弧法、非刚性配准法、分段高斯映射法等。七段圆弧法最早由Mohaghegh等[1]提出，通过单层二维截面上数据点的划分来拼接构造七段圆弧以获得完整截面轮廓线。从特征约束的角度出发，Mohaghegh等[2]提出了叶片曲面重构的3个基本步骤来构造叶片曲面。Piya等[3]提出分段高斯映射法并在机翼上应用且取得了成功。Li等[4]提出的非刚性变形配准方法可在一定的精度条件下重构多层截面轮廓线。Zhao等[5]提出基于自由变形的叶片截面线重构方法重构截面轮廓线。曲线拟合方法中较有代表性的方法为Werghi等[6–7]提出的直线和圆弧特征在叶片截面轮廓线中的约束拟合法。Ke等[8]提出了基于B样条等自由曲线...
