整体叶轮叶片型面几何误差分析技术研究

发布时间：2019-11-11 02:14

【摘要】：整体叶轮在能源汽车航空航天等领域有着广泛的应用，同时叶轮叶片的工作环境也相对恶劣，需要在高速旋转高温高压等环境下工作所以叶轮叶片的设计与制造的好坏直接决定着机器的性能安全与寿命叶轮在生产制造的过程中由于受外部环境技术条件等各种原因的影响，导致叶轮叶片会产生型面旋转对称性等各种误差，这对机器的噪音大小振动情况工作效率等产生很大影响由于叶轮叶片的型面复杂且参数繁多，叶轮中叶片的数量也相对较多，所以如何检测和评估叶片的型面质量以及叶片的旋转对称性误差越来越受到人们的关注 本文在基于测量的点云数据和CAD模型的数据基础上，研究了叶轮点云数据与CAD模型的配准技术叶片型面特征参数提取技术以及叶片之间的旋转对称性误差检测技术并以Opencascade为应用平台，，在理论和算法研究的基础上开发了误差分析软件本文的主要研究内容和创新点概况如下： （1）首先对叶轮的测量点云数据和CAD模型数据进行配准，配准的过程包括粗配准和精配准对粗配准，实现并比较了几种常用方法对精配准过程，给出了一种基于包围盒判定的最近点查找加速方法 （2）获取叶轮中叶片的截面数据，通过拟合叶片截面的各部分数据，提取出叶片截面各个部分的参数，将测量数据中的截面参数与理论截面的参数进行对比，得出叶片截面特征参数的误差 （3）针对自由曲面零件旋转对称性的误差分析问题，本文提出了一种旋转对称性相关几何误差在表面解释和中心解释下的分析与计算方法 （4）在全文理论和算法研究的基础上，利用Opencascade开源库，自主开发了叶轮叶片的截面误差和旋转对称性误差分析软件，并通过若干具体实例对系统各子模块的功能做了验证 本文研究成果能有效的计算出叶轮叶片中的截面参数误差和旋转对称性的误差，对多种叶轮叶片模型都能得出较好的误差结果
【图文】：

整体叶轮通常有三种形式：闭式叶轮 半开式叶轮和开式叶轮 如图 2.1 所示为几种叶轮模型 对叶轮的要求有如下几点：能给出较大的能量；(2)气体流过叶轮的损失要小，即气体流经叶轮的效率要高；(3)气体流出叶轮时各参数合宜，使气体流过后面固定元件时的流动损失较小；(4)叶轮型式能使机器整体性能曲线的稳定工况区及高效区范围较宽

P1 到 P2 部分拟合的范围为前缘范围，P3 到 P4 部分拟合P1 到 P4 之间凹下去的部分为叶盆部分，该部分是叶身的 P2 到 P3 之间凸起的部分为叶背部分，该部分为叶身的吸缘拟合出来的圆相切部分的直线为弦线；的所有数据投影到弦线上所得的线段的长度为线长 动机轴心线的夹角为弦倾角 和叶背部分相切所得的所有圆的圆心构成的曲面为中弧线截面数据相切的最大内切圆的直径为最大厚度 介绍据的测量数据有三坐标数据 点云数据以及三角网格数据，表示，所以随着 3D 扫描技术的发展，三角网格表示法成 2.5 为测量获得叶轮三角网格模型
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH161

【参考文献】

相关期刊论文 前8条

1 黄进;汪洋;马孜;刘滨春;;一种航空发动机整体叶盘在线检测新技术[J];东南大学学报(自然科学版);2009年S1期

2 曾晓华,刘静华,闫光荣;基于STL数据模型的刀具轨迹生成[J];工程图学学报;2002年01期

3 柯映林,朱伟东;基于局部特征匹配的对称面提取算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年06期

4 肖双九,张树生,马利庄,邱泽阳,杨海成;广义相容三角网格及其优化[J];机械科学与技术;2003年02期

5 陈福兴;张秋菊;徐骅;;UG二次开发技术在叶片型面误差分析中的应用[J];汽轮机技术;2006年02期

6 张畅,张祥林,黄树槐;快速造型技术中的反求工程[J];中国机械工程;1997年05期

7 茅健;曹衍龙;杨将新;徐旭松;;基于公差原则的直线对称度公差数学模型[J];中国机械工程;2007年19期

8 俞学兰,叶佩青,梁巧云,赵慎良;航空压气机叶片型面测量数据采集系统设计[J];制造技术与机床;2004年03期

本文编号：2559132