基于TRIZ的航空发动机叶片测量夹具创新设计

发布时间：2017-08-24 23:26

  本文关键词：基于TRIZ的航空发动机叶片测量夹具创新设计

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【摘要】：中国制造2025计划中首次将“航空发动机、燃气轮机”列入国家战略新型产业中。其中叶片是航空发动机的重要组成部分,叶片的制造水平和测量精度直接影响发动机推重比、燃油消耗率、载弹量等重要指标。因此,叶片测量夹具对应的测量方法直接决定叶片生产加工质量,其测量误差对叶片疲劳强度、发动机的降油耗、加速性有着直接的影响。所以航空发动机叶片测量夹具与测量方法的配合显得尤为重要。传统的夹具设计过多的依赖设计人员的设计经验,测量夹具的设计周期较长,并且对测量夹具存在的问题不能快速有效的解决。因此运用目前先进的创新设计方法即TRIZ理论来指导叶片测量夹具的改进与创新,从根本上提高创新和改变的可能性。本文主要的工作与总结有：第一,本文介绍了叶片在航空发动机当中的作用和静子叶片的结构,研究了叶片参数的几种加工工艺。其中以压气机静子叶片为对象整理了叶片检测过程中几种通用的测量方法。第二,对个别较典型的静子叶片测量夹具进行了三维模型的构建,针对静子叶片的定位方式对静子叶片测量夹具进行深入分析。分析了叶片测量夹具的组成结构以及与之相配合的测量方法,从而实现对叶片参数的测量。通过在某企业学习过程中,分析了企业目前测量夹具出现的问题并进行归类总结,提出了普遍存在的测量干涉、通用性差等问题。第三,研究了TRIZ理论、头脑风暴法以及各种克服思维惯性方法的应用原理。分析了TRIZ解题工具在叶片测量夹具中的应用,找出了叶片测量夹具存在的问题与TRIZ解题工具之间的对应关系,针对测量夹具存在的问题与TRIZ理论的融合集成了面向叶片测量夹具的计算机辅助创新设计模型。第四,运用SQL Server 2005作为数据库支撑,C#为开发语言,完成了面向叶片测量夹具的CM软件的构建。该软件拥有测量夹具元组件模块,让人们很容易的了解测量夹具的结构并且设计者很方便的调用测量夹具元件库进行测量夹具快速设计,叶片信息模块包含了叶片信息、叶片参数工艺以及参数对应的测量夹具。同时拥有物理冲突模块、技术进化模块、技术效应模块,并对其进行展示。最后,运用叶片测量夹具的计算机辅助创新设计软件,对叶片测量夹具在实际运用遇到的问题进行分析求解,通过实例验证了该软件能够解决产品创新设计当中遇到的问题。
【关键词】：TRIZ CAI 叶片 叶片测量夹具
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V263
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状与分析12-15
• 1.2.1 夹具与叶片测量的研究现状分析12-14
• 1.2.2 TRIZ以及集成创新技术研究现状14-15
• 1.2.3 计算机辅助创新设计CAI的研究现状与分析15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 2 航空发动机叶片17-27
• 2.1 航空发动机叶片的功能和参数17-19
• 2.2 叶片制造材料19-20
• 2.3 静子叶片制造工艺流程20
• 2.4 叶片制造技术20-26
• 2.4.1 进排气边的粗加工技术21-22
• 2.4.2 叶身型面粗精加工技术22-25
• 2.4.3 叶片进排气边精加工技术25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 叶片测量方法与压气机静子叶片测量夹具27-41
• 3.1 叶片参数的测量方法27-29
• 3.1.1 样板法27-28
• 3.1.2 三坐标测量法28
• 3.1.3 电感测量方法28-29
• 3.2 夹具组成及其分类29-32
• 3.3 静子叶片测量夹具32-39
• 3.3.1 静子叶片进、排气边厚度测量夹具结构原理34-36
• 3.3.2 静子叶片进、排气边位置测量夹具结构原理36-38
• 3.3.3 静子叶片型面测量夹具结构原理38
• 3.3.4 测量夹具存在的问题38-39
• 3.4 本章小结39-41
• 4 叶片测量夹具创新设计理论体系41-55
• 4.1 TRIZ理论41-50
• 4.1.1 技术系统进化法则42-44
• 4.1.2 技术冲突以及求解过程44-46
• 4.1.3 物理冲突以及求解过程46-48
• 4.1.4 效应知识库48-49
• 4.1.5 头脑风暴法49-50
• 4.1.6 克服思维惯性方法50
• 4.2 TRIZ解题工具在叶片测量夹具中的应用50-52
• 4.3 产品创新设计过程模型的建立52-53
• 4.4 本章小结53-55
• 5 面向叶片测量夹具的CAI软件系统设计与实现55-73
• 5.1 系统设计中的关键技术55-59
• 5.1.1 软件体系结构55
• 5.1.2 软件系统模块55-56
• 5.1.3 数据库的构建56-57
• 5.1.4 数据库表结构的定义57-59
• 5.2 软件系统解题流程的设计59-61
• 5.3 开发工具的选择61-63
• 5.3.1 数据库的选择61-62
• 5.3.2 开发及运行环境的选择62-63
• 5.4 计算机辅助创新设计软件系统模型63-64
• 5.5 主要功能模块64-71
• 5.5.1 冲突模块64-65
• 5.5.2 技术效应模块65-66
• 5.5.3 技术进化模块66-67
• 5.5.4 工程实例的增加67-68
• 5.5.5 叶片测量夹具元组件信息模块68-70
• 5.5.6 叶片测量夹具专利的查询与下载70
• 5.5.7 叶片信息管理模块70-71
• 5.6 本章小结71-73
• 6 CAI软件系统在叶片测具设计中的应用73-81
• 6.1 叶片测具结构设计73-76
• 6.2 叶片型面测具结构设计76-79
• 6.3 本章小结79-81
• 7 结论与展望81-83
• 7.1 研究结论81
• 7.2 本文创新点81-82
• 7.3 展望82-83
• 致谢83-85
• 参考文献85-89
• 附录A：叶片测量夹具元、组件简图89-93
• 附录B：软件原型系统主要功能程序代码93-97
• 攻读学位期间发表的学术论文目录97-99

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1 任工昌,黄勋,李耀宗;高层次产品创新方法——TRIZ理论[J];陕西科技大学学报;2003年02期

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本文编号：733731