一种基于误差分析的叶片间距角度修正方法

摘要

本发明公开了一种基于误差分析的叶片间距角度修正方法。该方法采用误差均布的方法，在原始模型测得的间距角的条件下，合理选择要分配误差的角度进行误差均匀分配，从而进行求解新的角度使叶片的间距角接近满足的条件。本发明解决了目前不均布轴流风机叶片设计间距角度求解困难的问题，操作方法灵活多样，提高了求解精度，而且该方法简单直接，大大缩短了设计时间，成本低，便于广大风机企业使用。

权利要求

1.一种基于误差分析的叶片间距角度修正方法，其特征在于包括如下步骤：S1:在建模软件中测量出原模型叶片间的初始间距角；

S2:将步骤S1带入转子自动平衡理论的数学表达式中，计算出现有原始角度下的误差值；

数学表达式为：

式中，αm为第m个叶片与第一个叶片之间的角间距，第一个叶片为参考叶片，α1＝0，z为叶片数；

S3:对误差值进行分析，取出两组求和值中误差较大的一组，找出间距角中余弦值或正弦值与误差值正负相同的那几组角度；其他几组角度不变，将所得最大误差值均分，找出的几组角度所对应的正弦值或余弦值减去均分后的误差值；

S4:将S3中所得值进行反三角函数计算，找出其对应的角度，根据误差精度要求，进行反复进行调试，直至得到符合要求的精度值为止。

2.根据权利要求1所述的一种基于误差分析的叶片间距角度修正方法，其特征在于所述步骤S1中测量初始间距角采用如下方法：在建模软件中测量出原模型叶片间的初始间距角，在建模软件中将原模型的旋转轴设置为z轴，以XOY平面为基准面进入草图绘制，取每个叶片叶根相同位置的点为起点，轮毂的圆心为终点分别建立直线段，并以所建立直线段中的任意一条作为基准，分别测量其他线段与该线段的角度；测量间距角应统一顺时针或逆时针。

3.根据权利要求1所述的一种基于误差分析的叶片间距角度修正方法，其特征在于所述步骤S3能够采用如下方法：对误差值进行分析，同时取出两组求和值中的误差，找出间距角中余弦值和正弦值与误差值正负相同的那几组角度；其他几组角度不变，将所得误差值均分，找出的几组角度所对应的正弦值或余弦值减去均分后的误差值。

说明书

一种基于误差分析的叶片间距角度修正方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种误差分析的叶片间距角度修正方法，特别是一种采用误差分析对不均布轴流风机叶片间距角度的优化方法。

背景技术

[0002] 在对轴流风机叶片进行优化设计时，对于不均布的轴流风机叶片之间间距角的修正，现一般的修正方法采用的是在转子自动平衡理论的基础上，(转子平衡理论数学表达式式中，αm为第m个叶片与第一个叶片之间的角间距，第一个叶片为参考叶片，α1＝0，z为叶片数)，然后采用matlab等编程软件，对现有轴流风机模型的叶片间距角进行修正。虽然现有方法高效、精确，但在某些缺乏相应条件的环境下，却是不能利用现有这些方法进行角度修正。

[0003] 目前，在轴流风机叶片优化设计领域缺少一种能行之有效的人工修正方法，对现有轴流风机模型进行叶片间距角的修正，无法适应某些特定的应用场合。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于误差分析的叶片修正方法，能够实现在不满足现有方法的条件下，对不均布的轴流风机叶片间距角进行修正。

[0005] 本发明中主要采用的技术方案为：

[0006] 一种基于误差分析的叶片修正方法是基于初始叶片间距角并在转子自动平衡理论的基础上进行修正。

[0007] 所述初始叶片间距角是在三维造型软件中，选择合适的面测得已知模型的叶片间距角。

[0008] 所 述 转 子 自 动 平 衡 理 论 即 满 足 转 子 平 衡 理 论 数 学 表 达 式(式中，αm为第m个叶片与第一个叶片之间的角间距，第一个叶片为参考叶片，α1＝0，z为叶片数)。

[0009] 一种基于误差分析的叶片修正方法，基于上述条件，其步骤如下：

[0010] S1:在建模软件中测量出原模型叶片间的初始间距角；

[0011] S2:将其带入转子自动平衡理论中，计算出现有原始角度下的误差值；

[0012] S3:对误差值进行分析，取出两组求和值中误差较大的一组，找出间距角中余弦值或正弦值与误差值正负相同的那几组角度；其他几组角度不变，将所得最大误差值均分，找出的几组角度所对应的正弦值(或余弦值)减去均分后的误差值；

[0013] S4:对误差值进行分析，也可同时取出两组求和值中的误差，找出间距角中余弦值和正弦值与误差值正负相同的那几组角度；其他几组角度不变，将所得误差值均分，找出的几组角度所对应的正弦值(或余弦值)减去均分后的误差值；(S3,S4为两种选择方法)[0014] S5:将S3或者S4中所得值进行反三角函数计算，找出其对应的角度。根据误差精度要求，进行反复进行调试，直至得到符合要求的精度值为止。

[0015] 上述步骤S1中测量初始间距角采用如下方法：

[0016] 在建模软件中测量出原模型叶片间的初始间距角，在建模软件中将原模型的旋转轴设置为z轴，以XOY平面为基准面进入草图绘制，取每个叶片叶根相同位置的点为起点，轮毂的圆心为终点分别建立直线段，并以所建立直线段中的任意一条作为基准，分别测量其他线段与该线段的角度；测量间距角应统一顺时针或逆时针。

[0017] 有效效果：本发明公开了一种基于误差分析的叶片间距角度修正方法，具有如下优点：

[0018] 通过误差分析的方法，每次进行调整的叶片角度数量较少，能够很快的缩小角度误差值，对角度进行修正。

[0019] 本方法可以提供了一种行之有效的人工计算方法，弥补了某些不能满足现有方法的情况。

[0020] 提供了一种修正轴流风机叶片间距角度的编程思想，也可利用某些软件进行修正操作，适应范围更广。

具体实施方式

[0021] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅使本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

[0022] 下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

[0023] 第一步，在建模软件中，以原有的模型为供试材料，将原模型的旋转轴设置为z轴，以XOY平面为基准面进入草图绘制，取每个叶片叶根相同位置的点为起点，轮毂的圆心为终点分别建立直线段。以所建立直线段中的任意一条作为基准，分别测量其他线段与该线段的角度。

[0024] 测量得到的角度值分别为：58.5°，104°，153.2°，213.2°，259°，311.5°[0025] 即αm(m＝1～7)依次为：0°，58.5°，104°，153.2°，213.2°，259°，311.5°[0026] 第二步，将所测得的初始角度带入修正方程的数学表达式中，即：中，精度保留在百万分位，计算得到的值如表1所
示。

[0027]

[0028] 表1

[0029] 第三步，对表1中的计算结果进行比较，可以发现对余弦求和的结果误差更大，因此，第一次的角度修正选择以余弦的误差值进行调试。

[0030] 第四步，由于误差值为正值，所以选择余弦值为正值的2、7两组作为修正对象，将表1中的计算误差值均分：

[0031] 0.0023038÷2＝0.011519

[0032] 修正后的余弦值：

[0033] 编号2：0.522499‑0.011519＝0.51098

[0034] 编号7：0.66262‑0.011519＝0.651101

[0035] 修正后的角度值：

[0036] 编号2：cos‑10.51098＝59.270871

[0037] 编号7：cos‑10.651101＝310.624664

[0038] 第五步，将修正好的角度值再次带入修正数学表达式中，再次进行计算。计算得到的值如表2所示。

[0039]

[0040]

[0041] 表2

[0042] 所得到的结果满足了本实施例的精度要求，修正结束。

[0043] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。