中弧线

叶片具有“平均上弯线”或 MCL 的概念,它是叶片的中心线。它是叶盆和叶背中间的一条曲线,外推可定义前缘点和后缘点。MCL 在 PC-DMIS Blade 中有多种用途:

Blade 始终为每个截面计算一个 MCL。测得的 MCL 和标称 MCL 始终分别与测得的曲线和标称曲线相关联。各种计算都显式或隐式地使用 MCL。许多最佳拟合也都使用 MCL。一些类型的计算还具有一种称为 "MCL" 的计算方法,之所以这样命名,是因为该计算方法使用 MCL 的方式与其他计算方法不同。有关 MCL 计算方法的详细信息,请参见 "MCL"。

Blade 一直都有 MCL 算法,在大多数情况下效果都很好。但是,这种旧算法在某些较新的和更复杂的叶片设计中效果不佳。凸起、凹口和凹槽可能会对算法造成问题。方型叶片在旧算法中经过特殊处理,但它们仍不能始终保持完美的性能。

Blade 6.0引入了新的(可选)MCL算法,该算法具有以下改进:

远离叶片端的MCL算法

两种MCL算法均距离叶片端较远,在叶背和叶盆之间内切圆并在圆心之间进行内插。借助新的MCL算法,也适用于叶片中的凸起和凹口。MCL会从凸起或凹口处获得扭结,但效果很好,并且按照我们期望的方式在数学上进行了定义。算法的这一部分与旧算法具有相同的目标。它在数学上更稳健,因此可以处理复杂的叶片表面。

新的MCL算法可适应叶片的复杂性:根据叶片表面的复杂程度,其内接的圆数可以从数百到数千不等。叶片将在凸起、扭结、凹口等附近内切更多圆,以便MCL在这些区域中准确无误。

以下为示例:

MCL算法示例

采用新的MCL算法的叶片端和弧面偏移距离

使用新的MCL算法,叶片端需要逐个截面定制,以了解忽略多少叶片端。此项通过公差文件 (.tol) 中的新CAMBER_OFFSETS进行配置。此新关键字指定要忽略的叶片端数量。它后跟两个数字:前缘和后缘弧度偏移。弧度偏移是到边缘的距离,在该距离之内,标称/测量曲线将被忽略。此新关键字是Blade如何知道是否使用新MCL算法的方式:它仅在定义了此参数的截面上使用新MCL算法。

由于弧度偏移可以针对每个截面进行不同定义,并且前缘和后缘具有不同的值,因此这是一种灵活的方法,可以有选择地忽略前缘和后缘的某些部分。对于每个标称曲线的弧度偏移,Blade会获取在标称文件 (.nom) 中定义的边缘点,并按照标称文件中定义的曲面法线方向绘制一条线,该线是距标称文件边缘点的弧度偏移距离。内切圆会忽略边缘点和偏移线之间的所有内容。对于测量的曲线,偏移线与标称偏移线平行,后移距离是该方向上距测量曲线上最远的点的距离。

示例 1. 以下是前缘弧度偏移线的示例:

前缘弧度偏移线的示例:

此示例显示了标称曲线、其MCL及其弧度偏移线。它还显示了一条测得的曲线、其MCL及其弧度偏移线。此外:

示例 2. 以下是MCL和最后一个内切圆的示例:

MCL和最后一个内切圆的示例:

此示例显示了圆角方形叶片的后缘。此外:

采用新MCL算法的法向叶片的弧度偏移

对于法向叶片,弧度偏移通常较小。偏移只需要足够大即可避免测尖的样条出现任何不可重复的问题。例如:

法向叶片的弧度偏移示例

在此示例中,测得的曲线在前缘附近有一个扭结,这可能是测尖上的一个粗糙点(尽管测头补偿算法可能会夸大它)。弧度偏移已设置得足够大,可以忽略曲线的该区域,因此不会影响MCL。对于测量得更好的法向叶片截面,可以将弧度偏移设置得更小。在非常光滑的叶片上的典型弧度偏移可能是标称边缘半径的十分之一。根据制造和检查过程,可能需要进行一些实验;目标是弧度偏移,该偏移足够大,可以避免边缘处不可重复的数据,但又足够小,可以捕获叶盆和叶背上的所有可重复数据。

外推

如上所述,原始MCL不与前缘和后缘相交,而是会更远,具体取决于最后一个内切圆。然后,将MCL线性外推到最后一个内切圆上,直到与边缘曲线相交(每个边缘上一条)。

在某些情况下,被测曲面可能会在最后一个内切圆附近弯曲。这可能使外推方向与期望方向不同。增大弧度偏移值可使MCL忽略被测曲面弯曲处的部分曲面。

一些几何恒等式可以阐明外推方向。例如:

外推示例

此示例显示了一个放大到末端的方形叶片。

MCL切线方向的几何推导

上面的示例也适用于大多数内切圆,而不仅仅是最后一个内切圆。大多数内切圆在曲面上总共接触两点:圆的每一侧各接触一个点。给定圆的中心点处的MCL与等腰三角形的底完全正交。

某些叶片有几个内切圆,它们接触三个点:一侧为两个点,另一侧为一个点。在这种情况下,MCL是不连续的切线;它在一个方向上与等腰三角形的一个底正交,而在另一个方向上与等腰三角形的另一个底正交。

如何启用新的MCL算法或保留旧的MCL算法

新的MCL算法由公差文件 (.tol) 中定义的CAMBER_OFFSETS参数启用。针对定义了CAMBER_OFFSETS参数的每个截面都启用该算法。对于每个没有CAMBER_OFFSETS参数的截面,此算法都将禁用;在这些截面上,使用了旧的MCL算法。

如果默认情况下定义了CAMBER_OFFSETS,则将在每个截面上使用新的MCL算法。该参数可以直接(手动)放入公差文件中,也可以使用公差文件编辑器添加。如需帮助,请参阅“编辑公差文件”。

如何使用新的MCL算法选择良好的Camber-Offset值

从广义上讲,应选择足够大的弧度偏移值,以避开不可重复的曲面部分和其他不需要的曲面部分(不可重复的倒角、方头等)。在整个曲面都正常且可重复的法向叶片端,弧度偏移可能非常小,可能是标称边缘半径的十分之一。在方形叶片端,弧度偏移应选择得足够大,以避开叶片的整个方形部分,包括任何倒圆或倒角。

新算法忽略的旧Blade MCL参数和选项

启用新的MCL算法后,将忽略影响旧MCL算法的几个参数。例如:

如何在不查看公差文件的情况下知道Blade正在使用哪种算法

当Blade显示报告时,可以直观地验证Blade正在使用哪种MCL算法。当显示轮廓图时,如果选择了显示中弧线选项,则MCL的显示将根据算法而有所不同:

有关显示中弧线选项的更多信息,请参见“显示其他绘图元素”。

部分末端截面上会怎样

如果截面末端是部分的,则不再使用测尖的后移线,因为测尖不存在。在部分末端,MCL算法忽略后移距离,而是使用所有可用数据。