专利名称：机翼型桨叶切面最大厚度位置的确定方法
技术领域：
本发明涉及的是一种机翼型桨叶切面最大厚度位置的确定方法，属于螺旋桨桨叶制造相关领域。
背景技术：
螺旋桨是以螺旋曲面为工作机理的典型机械零件，在船舶等工业领域得到了广泛的应用；例如各种船舶和大型飞机推进系统的螺旋桨。因此螺旋桨在现代工业中发挥着重要的作用。螺旋桨由桨叶和桨毂构成，为船舶提供运行的推力。尽管螺旋桨从重量和价格方面在船舶构成中占有比重不大，但是螺旋桨直接影响着船舶推进效率。因此螺旋桨是船舶推进系统的关键部件。在螺旋桨设计参数确定后，螺旋桨工艺设计和加工成为影响质量的重要因素。如果螺旋桨质量达不到精度要求，螺旋桨在运行时就有可能会产生振动，螺旋桨振动是舰船噪声的主要激励源之一，不仅影响船舶的推进而且会影响船员工作环境。对高转速螺旋桨，螺旋桨的质量影响尤为显著。为确保螺旋桨的制造质量，国家分布了涉及局部螺距、截面螺距等许多指标的国家标准来规范螺旋桨的制造。桨叶切面最大厚度位置是螺旋桨工艺设计中重要参考依据。目前桨叶切面最大厚度位置一般通过手工的方式来确定，存在效率不高等问题；从而影响了螺旋桨工艺设计的质量和效率。本发明是有关螺旋桨桨机翼型叶切面最大厚度位置确定方法。本发明提出的最大厚度位置确定方法具有效率高、确定的最大厚度位置准确可靠。
发明内容
本发明的目的是为了改善现有的船用螺旋桨桨叶切面最大厚度位置计算方法的不足，提出一种机翼型桨叶切面最大厚度位置的确定方法。该方法高效、准确，从而提高桨叶生产制造的质量和效率。
本发明的技术解决方案其方法步骤是先在翼型叶切面的整个区域以导边为起始搜索最大厚度位置所在区域，然后以该区域为基础进行翼型叶切面最大厚度位置的精确确定。因此本发明包括翼型叶切面最大厚度位置所在区域搜索、翼型叶切面最大厚度位置确定二个主要步骤。
在机翼型叶切面最大厚度位置所在区域搜索步骤中，利用机翼型螺旋桨切面轮廓单峰拱形的特点，提出了叶切面最大厚度位置所在区域的判别依据；在机翼型叶切面的整个区域以导边为起始进行搜索，利用判别依据确定叶切面最大厚度位置所在区域。
机翼型叶切面最大厚度位置所在区域搜索步骤，可以准确确定机翼型叶切面最大厚度位置所在区域，从而缩小机翼型叶切面最大厚度位置精确确定的区域。在机翼型叶切面最大厚度位置确定步骤中，利用样条插值法对机翼型叶切面最大厚度位置所在区域进行叶背和叶面形状的拟合。选择合适的步长，以叶切面最大厚度位置所在区域左侧为起始进行机翼型叶切面最大厚度位置精确确定，直到叶切面最大厚度位置所在区域的右侧为止。
如果确定的机翼型叶切面最大厚度位置达不到精度要求，缩小步长重新进行以叶切面最大厚度位置所在区域左侧为起始的机翼型叶切面最大厚度位置精确确定过程。因此本发明提出的机翼型叶切面最大厚度位置精确确定步骤，可以以比较高的精度来确定叶切面最大厚度所在位置。
本发明的优点通过步骤一的最大厚度位置所在区域搜索，不仅使得本发明提出的最大厚度位置确定十分可靠，而且大大减少了精确确定最大厚度位置的区域，使得本发明提出的最大厚度位置确定方法高效。本发明通过以最大厚度位置所在区域为基础位置精确确定步骤二，可以十分精确地确定机翼型叶切面最大厚度位置。因此本发明提出的机翼型叶切面最大厚度位置确定方法，具有效率高、确定的最大厚度位置准确可靠。为提高桨叶生产制造的质量和效率提供科学、准确的数据。机翼型叶切面最大厚度位置确定，可以以比较高的精度来确定叶切面最大厚度所在位置。
附图1是包含叶切面的桨叶轮廓示意图。
附图2是本发明的机翼型桨叶切面最大厚度位置的确定步骤图。
图1中的0.1、0.2、...1是代表不同叶切面所对应的半径系数。
具体实施例方式
实施例1在图1中半径系数为0.2叶切面为例，该叶切面有11个型值点。这11个型值点的横坐标分别为x0、x1……x10。利用本发明提出的翼型叶切面最大厚度位置确定方法，确定半径系数为0.2叶切面最大厚度位置包括二个步骤。
步骤1在该机翼型叶切面的整个区域，以导边横坐标x0处为起始点进行搜索。该叶切面最大厚度位置所在区域的判别依据为，横坐标xi+1处的厚度不大于xi+2处的厚度并且xi+2处的厚度大于等于xi+3处的厚度。满足判别依据则给出机翼型叶切面最大厚度所在区域，否则继续进行区域搜索。该机翼型叶切面最大厚度所在区域为横坐标x4、x5、x6所在的区域。
步骤2以半径系数0.2叶切面的横坐标x4、x5、x6所在的区域为基础，确定出初始步长h，利用如下公式进行样条差值。
S(x)=(x-xj+1)2[hj+2(x-xj)]h3jyj+(x-xj)2[hj+2(xj+1-x)]h3jyj+1+(x-xj+1)2(x-xj)h2jmj+(x-xj)2(x-xj+1)h2jmj+1]]>这里假定s′(x)在节点xj处的值为s′(xj)＝mj(j＝0，1，…n)，S(xj)＝yj(j＝0，1，Λ，n)以该叶切面最大厚度位置所在区域左侧横坐标x4处为起始进行机翼型叶切面最大厚度位置精确确定，直到叶切面最大厚度位置所在区域的右侧横坐标x6处为止。如果确定的机翼型叶切面最大厚度位置达到精度要求，将最大厚度值及其对应位置给出；否则缩小步长，重新进行以横坐标x4处为起始的机翼型叶切面最大厚度位置精确确定过程。
实施例2在图1中半径系数为0.7叶切面为例，该叶切面有13个型值点。这13个型值点的横坐标分别为x0、x1……x12。利用本发明提出的机翼型叶切面最大厚度位置确定方法，确定半径系数为0.7叶切面最大厚度位置包括二个步骤。
步骤1在该机翼型叶切面的整个区域，以导边横坐标x0处为起始点进行搜索。该叶切面最大厚度位置所在区域的判别依据与实施例1相同。满足判别依据则给出机翼型叶切面最大厚度所在区域，否则继续进行区域搜索。该机翼型叶切面最大厚度所在区域为横坐标x5、x6、x7所在的区域。
步骤2以半径系数0.7叶切面的横坐标x5、x6、x7所在的区域为基础，确定出初始步长h，利用与实施例1相同的公式进行样条差值。
以该叶切面最大厚度位置所在区域左侧横坐标x5处为起始进行机翼型叶切面最大厚度位置精确确定，直到叶切面最大厚度位置所在区域的右侧横坐标x7处为止。如果确定的机翼型叶切面最大厚度位置达到精度要求，将最大厚度值及其对应位置给出；否则缩小步长，重新进行以横坐标x5处为起始的机翼型叶切面最大厚度位置精确确定过程。
权利要求
1.机翼型桨叶切面最大厚度位置的确定方法，其特征是它的步骤依次分为一、在机翼型叶切面的整个区域以导边为起始搜索最大厚度位置所在区域；二、以该区域为基础进行机翼型叶切面最大厚度位置的确定。
2.根据权利要求1所述的机翼型桨叶切面最大厚度位置的确定方法，其特征是在机翼型叶切面最大厚度位置所在区域搜索中，利用机翼型螺旋桨切面轮廓单峰拱形的特点，提出叶切面最大厚度位置所在区域的判别依据；在机翼型叶切面的整个区域以导边为起始进行搜索，利用判别依据确定叶切面最大厚度位置所在区域。
3.根据权利要求1所述的机翼型桨叶切面最大厚度位置的确定方法，其特征是在机翼型叶切面最大厚度位置确定步骤中，利用样条插值法对机翼型叶切面最大厚度位置所在区域进行叶背和叶面形状的拟合，选择合适的步长，以叶切面最大厚度位置所在区域左侧为起始进行机翼型叶切面最大厚度位置确定，直到叶切面最大厚度位置所在区域的右侧为止。
4.根据权利要求1所述的机翼型桨叶切面最大厚度位置的确定方法，其特征是如果确定的机翼型叶切面最大厚度位置达不到精度要求，缩小步长重新进行最大厚度位置确定。
全文摘要
本发明涉及的是一种机翼型桨叶切面最大厚度位置的确定方法，机翼型桨叶切面最大厚度位置的确定方法，其特征是它的步骤依次分为一.在机翼型叶切面的整个区域以导边为起始搜索最大厚度位置所在区域；二.以该区域为基础进行机翼型叶切面最大厚度位置的确定。本发明的优点通过步骤一的最大厚度位置所在区域搜索，不仅使得本发明提出的最大厚度位置确定十分可靠，而且大大减少了精确确定最大厚度位置的区域，使得本发明提出的最大厚度位置确定方法高效。本发明通过以最大厚度位置所在区域为基础位置精确确定步骤二，可以十分精确地确定机翼型叶切面最大厚度位置。因此本发明提出的翼型叶切面最大厚度位置确定方法，具有效率高、确定的最大厚度位置准确可靠。
文档编号B63H1/00GK101016083SQ20071002045
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月28日 优先权日2007年2月28日
发明者陆金桂, 印志鸿, 陈凤馨 申请人:南京工业大学