基于关节臂的发动机叶片测量方法研究

发布时间：2017-07-28 20:15

  本文关键词：基于关节臂的发动机叶片测量方法研究

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【摘要】：随着我国先进制造技术的发展,数字化测量技术与数字化制造技术之间的联系更加紧密,尤其是在提高生产效率和保证产品质量方面数字化测量技术起到至关重要的作用。具有高精度、高效率和高柔性度等优势的数字化测量技术解决了传统测量方式无法完成的测量任务,尤其是在对复杂曲面类零件的测量方面技术优势更加明显。本文针对某型发动机复合涡轮叶片的数字化测量为研究对象,系统的研究了以下内容:通过对数字化测量设备的系统组成、工作原理及适用条件的研究,并结合所测涡轮叶片自身的型面特点,综合比较得出既能通过硬测头实现接触式测量,又能利用自身携带的激光扫描功能实现非接触式激光扫描测量的关节臂测量机更适合测量此类复杂曲面的涡轮叶片。基于关节臂测量机的工作原理及特点,提出了四种某型发动机叶片的测量方法。通过研究点云数据拼接原理,引入了ICP算法以及基于几何特征的最小二乘法,实现点云数据的精确拼接。将采集完的点云数据与理论数模进行比对,分析评价测量结果,对比总结出各种测量方法的优缺点及适用条件,为发动机叶片测量工作提供重要参考。介绍了逆向工程技术的应用与发展,提出了曲线拟合造型设计与曲面片拟合造型设计的逆向设计方法。介绍了基于CATIA软件进行发动机叶片逆向造型设计的具体过程,完成了某型航空发动机叶片局域实体模型的逆向造型设计,提高了相关行业产品研发设计的效率。
【关键词】：叶片 关节臂测量机 激光扫描 点云处理 逆向设计
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V263
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 课题背景与来源11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 叶片测量技术的发展历程12-15
• 1.2.2 国外研究状况15-16
• 1.2.3 国内研究状况16
• 1.3 研究目标和意义16
• 1.4 论文结构和主要内容16-18
• 第2章 数字化测量设备及测量原理分析18-33
• 2.1 几种数字化测量设备的比较18-24
• 2.2 关节臂测量机运动学分析24-29
• 2.2.1 关节坐标系变换24-27
• 2.2.2 关节臂运动学建模27-29
• 2.3 激光扫描测量原理29-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 叶片点云叶片获取方法研究33-45
• 3.1 点云拼接原理33-35
• 3.1.1 基于ICP算法的点云数据拼接33-35
• 3.1.2 基于几何特征的点云数据拼接35
• 3.2 叶片点云的采集35-44
• 3.2.1 最佳拟合法36-38
• 3.2.2 体外特征法38-41
• 3.2.3 探测球法41-43
• 3.2.4 n点对齐法43-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第4章 点云数据处理及测量结果分析45-52
• 4.1 点云数据与理论数字化模型比对45-47
• 4.2 几种测量方法的比较与分析47-50
• 4.3 叶片截面检测50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 发动机叶片逆向设计技术52-59
• 5.1 逆向工程的概述52-53
• 5.2 逆向工程的方法及应用53-54
• 5.2.1 逆向工程的方法53-54
• 5.2.2 CATIA软件在逆向工程中的应用54
• 5.3 某型飞机发动机叶片逆向设计54-58
• 5.4 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文64

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本文编号：585819