航空发动机叶片的测量与逆向建模技术研究

【类型】学位论文

【作者】朱朝江 

【关键词】 航空发动机叶片 光学测量 逆向工程 复杂曲面

【摘要】叶片是航空发动机的核心部件，国内对于航空发动机叶片外形全尺寸的测量与建模技术的要求越来越多。传统的检测方法由于自身诸多不足已不能满足实际生产要求，高精度光学设备和机器视觉技术的快速发展为解决这一难题提供了新的途径。本文在研究近景摄影测量和三维数据采集技术的基础上对某航空发动机F 级叶片外形全尺寸测量与建模的关键技术进行了深入地研究，主要的研究内容和成果如下：根据航空发动机F 级叶片的外形特点，设计叶片外形数据采集方案，利用摄影测量技术获取关键点的全局三维坐标，以这些关键点为全局拼接基准，用光学密集点云扫描系统得到叶片的完整的点云数据；将采集到的海量点云数据通过精确配准、数据融合等预处理技术，得到单层、完整数据，在此基础上用逐步式对齐方式完成点云的坐标对齐，并对点云进行降噪、采样等后处理；以处理后的点云数据为基础，分别采样两种不同的逆向建模方法，在Geomagic Studio 和Imageware 软件中完成该航空发动机叶片的曲面重建，并对两种方法得到的叶身曲面质量进行分析与对比。本文的研究成果为我国航空航天及相关领域内带有复杂曲面的工件的外形测量提供了一种新的手段，有效地解决了点云的逆向建模问题。通过对两种逆向建模方法得到的航空发动机F 级叶片叶身曲面质量的分析与对比可以发现基于NURBS 曲面片的快速曲面造型方法得到的叶身曲面有较高的精度，但是曲面的光顺性较差；基于特征的传统曲面造型方法得到的叶身曲面虽然精度相对较差，但曲面的光顺性很好。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】西安交通大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】梁晋

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