一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟方法和装置

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟方法和装置。

背景技术

风力发电需要通过风电叶片来实现，风电叶片在制造时，需要将SS面和PS面分别进行真空灌注成型，然后通过合模粘接将SS面和PS面粘接为一体。在进行合模粘接的过程中，由于叶根段手糊补强结束位置到合模芯材起始位置区域后缘型腔空间较大，需要使用粘接角辅助进行SS面和PS面的粘接。

粘接角模具作为叶片粘接的关键模具，对叶片的寿命有着重大影响。而由于后缘区域由蒙皮、叶根加强层、后缘UD及芯材等组成，铺层较复杂，粘接角模具制作没有合适的方法进行制作，导致现有技术中粘接角模具质量差异大、制作耗时长，不能够对后缘粘接角进行精准粘接，使得风电叶片的成品质量不能得到保证。

因此，亟需一种能够对后缘粘接角模具进行快速模拟，实现风电叶片后缘粘接角精准粘接，确保风电叶片成品质量的叶片后缘粘接角模具外形精确模拟的方法。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟方法和装置。

一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟方法，包括以下步骤：获取风电叶片的三维外形，并以相同间隔在所述三维外形中截取平行于叶根端面的多个截面；根据所述多个截面，以后缘分模线为起点，在所述截面轮廓上向前缘方向等间距的截取多个点，获取对应点的坐标，根据截取的点的坐标构建后缘铺层模拟数学模型；根据叶片后缘位置的铺层信息和结构胶尺寸，采用所述后缘铺层模拟数学模型，在所述截面轮廓上将相应点进行偏移，得到每个截面粘接角区域偏移后的坐标；根据所述偏移后的坐标将粘接角区域的每个截面拟合为样条曲线，并根据每个截面的样条曲线拟合样条曲面，根据所述样条曲面获取后缘粘接角模具外形。

在其中一个实施例中，所述根据所述多个截面，以后缘分模线为起点，在所述截面轮廓上向前缘方向等间距的截取多个点，获取对应点的坐标，根据截取的点的坐标构建后缘铺层模拟数学模型，具体包括：根据所述多个截面，以后缘分模线为起点，在所述截面上向前缘方向等间距的截取多个点；令相邻两点的坐标为A

式中，

在其中一个实施例中，所述铺层信息包括所有铺层、铺层的定位信息、铺层类型和单铺层设计厚度；所述结构胶尺寸包括结构胶设计宽度和结构胶设计厚度。

在其中一个实施例中，所述粘接角位于SS面或PS面。

一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟装置，用于实现如上所述的一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟方法，包括：截面截取模块，用于获取风电叶片的三维外形，并以相同间隔在所述三维外形中截取平行于叶根端面的多个截面；模拟模型构建模块，用于根据所述多个截面，以后缘分模线为起点，在所述截面轮廓上向前缘方向等间距的截取多个点，获取对应点的坐标，根据截取的点的坐标构建后缘铺层模拟数学模型；坐标偏移模块，用于根据叶片后缘位置的铺层信息和结构胶尺寸，采用所述后缘铺层模拟数学模型，在所述截面轮廓上将相应点进行偏移，得到每个截面粘接角区域偏移后的坐标；模具外形获取模块，用于根据所述偏移后的坐标将粘接角区域的每个截面拟合为样条曲线，并根据每个截面的样条曲线拟合为样条曲面，根据所述样条曲面获取后缘粘接角模具外形。

相比于现有技术，本发明的优点及有益效果在于：通过获取风电叶片的三维外形，并以相同间隔在三维外形中截取平行于叶根端面的多个截面，根据多个截面，以后缘分模线为起点，在截面轮廓上向前缘方向等间距的截取多个点，获取对应点的坐标，根据截取的点的坐标构建后缘铺层模拟数学模型，根据叶片后缘位置的铺层信息和结构胶尺寸，采用后缘铺层模拟数学模型，在截面轮廓上将相应点进行偏移，得到每个截面粘接角区域偏移后的坐标，根据偏移后的坐标将粘接角区域的每个截面拟合为样条曲线，并根据每个截面的样条曲线拟合样条曲面，根据样条曲面获取后缘粘接角模具外形，能够对后缘粘接角模具进行快速模拟，提升工作效率，通过模拟结果制备的模具能实现风电叶片后缘粘接角的精准粘接，确保风电叶片成品质量。

附图说明

图1为一个实施例中一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟方法的流程示意图；

图2为一个实施例中在截面上截取点的示意图；

图3为一个实施例中后缘铺层模拟模型的示意图；

图4为一个实施例中模拟出的后缘粘接角模具外形的示意图；

图5为一个实施例中一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟方法，包括以下步骤：

步骤S101，获取风电叶片的三维外形，并以相同间隔在三维外形中截取平行于叶根端面的多个截面。

具体地，根据风电叶片的设计图得到风电叶片的三维外形，并通过自动化开发程序，在三维软件中以相同间隔截取平行于叶根断面的多个截面。

步骤S102，根据多个截面，以后缘分模线为起点，向前缘方向等间距的截取多个点，得到对应点的坐标，并根据截取的点的坐标构建后缘铺层模拟数学模型。

具体地，根据获取的多个截面，以后缘分模线为起点，在一个截面中根据预设间距向前缘方向截取多个点，如图2所示，获取对应点的坐标，并根据截取得到的所有点的坐标构建后缘铺层模拟数学模型，用于对坐标点进行偏移。

如图3所示，步骤S102具体包括：根据多个截面，以后缘分模线为起点，在截面上向前缘方向等间距的截取多个点；令相邻两点的坐标为A

式中，

具体地，根据获取的多个截面，以后缘分模线为起点，在每个截面上向前缘方向等间距截取多个点，例如将间距设置为1mm，获取对应点的坐标，并根据相邻两点之间的位置关系，结合风电叶片铺层的单层厚度，构建后缘铺层模拟数学模型，从而能够根据后缘铺层模拟数学模型对后缘铺层进行模拟，得到粘接角模具外形。

步骤S103，根据叶片后缘位置的铺层信息和结构胶尺寸，采用后缘铺层模拟模型，在截面轮廓上将相应点进行偏移，得到每个截面粘接角区域偏移后的坐标。

具体地，根据叶片后缘的铺层信息和结构胶尺寸，例如叶片后缘粘接角区域的所有铺层、铺层类型、单铺层设计厚度、结构胶设计宽度和设计厚度等信息，采用后缘铺层模拟模型将在截面上截取的点进行偏移，得到每个截面粘接角区域偏移后的坐标，从而提高了粘接角模具外形模拟的精确度，能够根据粘接角区域偏移后的坐标进行后缘粘接角模具外形的拟合，得到更为精准的后缘在粘接角磨具外形，且便于实现。

其中，粘接角位于SS面或PS面。

在一个实施例中，粘接角能够位于SS面或PS面，以粘接角在SS面为例，粘接角模具的几何外形由PS面的后缘铺层、结构胶厚度及宽度决定，则在PS面等间距截取多个截面，并在一个截面中，以后缘分模线为起点，向PS面前缘方向等间距截取多个点，获取对应点的坐标，并用于构建后缘铺层模拟数学模型。

其中，铺层信息包括所有铺层、铺层的定位信息、铺层类型和单铺层设计厚度；结构胶尺寸包括结构胶设计宽度和结构胶设计厚度。

步骤S104，根据偏移后的坐标将粘接角区域的每个截面拟合为样条曲线，并根据每个截面的样条曲线拟合样条曲面，根据样条曲面获取后缘粘接角模具外形。

具体地，在通过后缘铺层模拟模型将截取的所有点进行坐标偏移后，在三维软件中，根据偏移后的坐标，将粘接角区域的获取的所有截面拟合为样条曲线，并将各个截面的样条曲线拟合为样条曲面，得到可用于生产的后缘粘接角模具外形，如图4所示，从而实现对后缘粘接角模具外形的快速模拟，且能够直接用于生产，提高了生产效率。

在一个实施例中，上述方法在新产品开发中得到了应用验证，有利于进行风电叶片后缘粘接，大幅缩短了新产品开发周期。

在本实施例中，通过获取风电叶片的三维外形，并以相同间隔在三维外形中截取平行于叶根端面的多个截面，根据多个截面，以后缘分模线为起点，在截面轮廓上向前缘方向等间距的截取多个点，获取对应点的坐标，根据截取的点的坐标构建后缘铺层模拟数学模型，根据叶片后缘位置的铺层信息和结构胶尺寸，采用后缘铺层模拟数学模型，在截面轮廓上将相应点进行偏移，得到每个截面粘接角区域偏移后的坐标，根据偏移后的坐标将粘接角区域的每个截面拟合为样条曲线，并根据每个截面的样条曲线拟合样条曲面，根据样条曲面获取后缘粘接角模具外形，能够对后缘粘接角模具进行快速模拟，提升工作效率，通过模拟结果制备的模具能实现风电叶片后缘粘接角的精准粘接，确保风电叶片成品质量。

如图5所示，提供了一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟装置50，用于实现上述一种风电叶片后缘粘接角模具外形模拟方法，包括：截面截取模块51、模拟模型构建模块52、坐标偏移模块53和模具外形获取模块54，其中：

截面截取模块51，用于获取风电叶片的三维外形，并以相同间隔在所述三维外形中截取平行于叶根端面的多个截面；

模拟模型构建模块52，用于根据多个截面，以后缘分模线为起点，在截面轮廓上向前缘方向等间距的截取多个点，获取对应点的坐标，根据截取的点的坐标构建后缘铺层模拟数学模型；

坐标偏移模块53，用于根据叶片后缘位置的铺层信息和结构胶尺寸，采用后缘铺层模拟数学模型，在截面轮廓上将相应点进行偏移，得到每个截面粘接角区域偏移后的坐标；

模具外形获取模块54，用于根据偏移后的坐标将粘接角区域的每个截面拟合为样条曲线，并根据每个截面的样条曲线拟合为样条曲面，根据样条曲面获取后缘粘接角模具外形。

在本实施例中，通过截面截取模块51获取风电叶片的三维外形，并在三维软件中，以相同间隔截取三维外形平行于叶根端面的多个截面；模拟模型构建模块52基于多个截面，以后缘分模线为起点，在截面轮廓上截取多个点，并根据截取点的坐标构建后缘铺层模拟数学模型，用于进行后缘粘接角区域的铺层模拟，通过坐标偏移模块53根据叶片后缘位置的铺层信息和结构胶尺寸，采用后缘铺层模拟数学模型，在截面轮廓上将对应点进行偏移，得到每个截面粘接角区域偏移后的坐标，通过模具外形获取模块54，根据偏移后的坐标将粘接角区域的每个截面拟合为样条曲线，并根据所有的样条曲线拟合得到样条曲面，从而获取后缘粘接角模具外形，实现了粘接角模具的快速模拟，提高了工作效率，且能够用于后缘粘接角的精准粘接，从而确保风电叶片的成品质量。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在计算机存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。