賴喜德　李廣府　張惟斌　陳小明　宋威　江海

目前在渦輪葉片設(shè)計(jì)方面大多仍采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法[1].根據(jù)氣動(dòng)設(shè)計(jì)理論需進(jìn)行葉形設(shè)計(jì)、氣動(dòng)性能分析與評估、剛強(qiáng)度分析、模型制造與性能試驗(yàn)等多個(gè)環(huán)節(jié)，是一個(gè)復(fù)雜而周期長的串行過程.為了縮短渦輪葉片的研制周期，降低成本，提高設(shè)計(jì)的可靠性，采用逆向工程技術(shù)，借助于性能優(yōu)秀的渦輪葉片來研制新葉片是一條有效的技術(shù)途徑.如何采用三維測量技術(shù)準(zhǔn)確測量渦輪葉片實(shí)物，并還原渦輪葉片設(shè)計(jì)意圖，提取相關(guān)特征參數(shù)等是基于原有渦輪葉片的二次創(chuàng)新的關(guān)鍵問題.在提取相關(guān)特征參數(shù)基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步對渦輪葉片及葉身外形進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì).

傳統(tǒng)渦輪葉片型線的參數(shù)化幾何設(shè)計(jì)采用二次圓錐曲線[2]、五次多項(xiàng)式[3]、非均勻有理B樣條（NURBS）[46]等方法.由于渦輪葉片的葉身為自由曲面，其參數(shù)提取有一定困難.文獻(xiàn)[7]利用三次B樣條對航空發(fā)動(dòng)機(jī)邊界點(diǎn)云擬合得到包絡(luò)線，再利用包絡(luò)線和點(diǎn)云重建了具有良好精度性和光順性的數(shù)字化三維模型.文獻(xiàn)[8]采用SCFA（segmentation and constrained fitting algorithm）方法捕捉設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，通過7段圓弧擬合渦輪截面線，還原燃?xì)鉁u輪葉片的原始設(shè)計(jì)意圖，但對于準(zhǔn)確地提取相關(guān)特征參數(shù)卻有一定的局限性.

逆向工程CAD建模的重點(diǎn)在于還原產(chǎn)品設(shè)計(jì)意圖和重構(gòu)模型的再設(shè)計(jì)能力，而不再是僅僅滿足一定光順性和精度性要求的幾何模型重構(gòu)[812].本文結(jié)合渦輪葉片研制的工程要求，以某已運(yùn)行的渦輪葉片為研究對象，利用反求技術(shù)獲得現(xiàn)有氣動(dòng)性能優(yōu)秀的葉片數(shù)字化模型，并在此基礎(chǔ)上提取相關(guān)特征參數(shù).