本文關(guān)鍵詞：整體葉輪逆向工程中數(shù)據(jù)處理方法與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 逆向工程 整體葉輪 數(shù)據(jù)處理 小波分解 模型重構(gòu)

【摘要】：隨著計算機技術(shù)以及自動化測量技術(shù)的不斷發(fā)展、市場競爭的日益激烈,傳統(tǒng)設(shè)計制造方法已無法滿足來自產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)的時效要求。尤其針對具有復(fù)雜特征零件的數(shù)字化制造,逆向工程以其獨特的技術(shù)優(yōu)勢成為解決這一問題的重要技術(shù)手段,發(fā)揮著越來越重要的作用,其技術(shù)應(yīng)用已遍及航空航天、醫(yī)療、化工、建筑、文物保護等各個領(lǐng)域。數(shù)量巨大、結(jié)構(gòu)無序的特征點是逆向工程中處理的難點,也給后續(xù)零件幾何模型重建帶來很大的困難。所以,研究如何從特征點云數(shù)據(jù)出發(fā),實現(xiàn)復(fù)雜特征零件模型的高質(zhì)量重建,對于逆向工程在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用具有重要意義。本文針對典型的復(fù)雜特征零件—整體葉輪逆向造型過程中點云數(shù)據(jù)處理的方法及應(yīng)用進行了研究,包括以下幾個方面內(nèi)容:首先,對零件表面幾何數(shù)據(jù)測量方法做了分析,詳細比較了接觸式和非接觸式測量方法的優(yōu)缺點,針對整體葉輪材料以及結(jié)構(gòu)特點,選擇合適的測量設(shè)備,制定了適合整體葉輪葉片表面幾何數(shù)據(jù)采集的方法,該方法有效解決了整體式葉輪葉片數(shù)據(jù)采集方面面臨的表面幾何形狀復(fù)雜、型面有干涉等問題。第二部分,詳細闡述了點云數(shù)據(jù)處理階段幾個關(guān)鍵技術(shù),通過改進“弦高差法”的迭代方式,去除點云數(shù)據(jù)中的噪點,可有效的抑制“偽異常點”的判別;采用“最小距離法”對數(shù)據(jù)進行精簡,該方法有良好的適應(yīng)性和通用性。處理后整體葉輪點云數(shù)據(jù)結(jié)果較為理想,數(shù)據(jù)點的數(shù)量和質(zhì)量都能滿足后續(xù)模型重構(gòu)的精度要求。第三部分,基于小波分解重構(gòu)理論,根據(jù)經(jīng)過預(yù)處理點云數(shù)據(jù),得到曲線的曲率圖,進行曲線、曲面光順重構(gòu),重點闡述模型重構(gòu)方法的實現(xiàn)過程。以快速模型重構(gòu)技術(shù)為依托,結(jié)合數(shù)據(jù)文件在軟件中的處理,完成整體葉輪模型的重構(gòu)。第四部分,簡明闡述了幾種重構(gòu)模型的評價方法,通過研究曲面重構(gòu)誤差控制策略,重點評價和分析了重構(gòu)模型曲面的精度和品質(zhì)。通過驗證點云到重構(gòu)曲面的最短距離小于閾值,證明重構(gòu)數(shù)據(jù)模型在合理的誤差范圍內(nèi);通過“反射線法”對比觀察曲面的光順情況,驗證曲面的良好品質(zhì)。最后,采集、處理了多個型號的整體式葉輪的點云數(shù)據(jù),逆向重構(gòu)了其三維模型,并檢驗了重構(gòu)曲面模型的質(zhì)量和品質(zhì)。實踐表明以上提到的一系列方法可有效的應(yīng)用到整體葉輪數(shù)據(jù)處理、重構(gòu)中,提高產(chǎn)品的設(shè)計效率、縮短研發(fā)周期。
【關(guān)鍵詞】：逆向工程 整體葉輪 數(shù)據(jù)處理 小波分解 模型重構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：西京學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH122;TH16
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 逆向工程概述12-16
• 1.2.1 逆向工程的概念及意義12-14
• 1.2.2 逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)14-16
• 1.3 逆向工程的應(yīng)用16-17
• 1.4 研究現(xiàn)狀及發(fā)展17-19
• 1.5 選題意義及主要內(nèi)容19-22
• 1.5.1 課題來源及意義19-20
• 1.5.2 課題主要內(nèi)容20-22
• 第二章 點云數(shù)據(jù)采集22-40
• 2.1 數(shù)據(jù)采集方法分類22-23
• 2.2 接觸式測量23-28
• 2.2.1 三坐標機的組成24-27
• 2.2.2 三坐標測量機分類27-28
• 2.3 非接觸式測量28-30
• 2.4 兩種方法的比較30-31
• 2.5 整體葉輪葉片數(shù)據(jù)采集31-39
• 2.5.1 測量方式的確定31-32
• 2.5.2 葉輪葉面測量路徑的確定32-33
• 2.5.3 葉輪的數(shù)字化實現(xiàn)33-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 第三章 點云數(shù)據(jù)的預(yù)處理40-52
• 3.1 點云數(shù)據(jù)預(yù)處理方法40-41
• 3.2 噪聲去除41-43
• 3.2.1 人工檢查法41
• 3.2.2 弦高差法41-42
• 3.2.3 曲線檢查法42-43
• 3.3 數(shù)據(jù)精簡43-45
• 3.3.1 最小距離法43
• 3.3.2 角度偏差法43-44
• 3.3.3 均勻網(wǎng)格法44-45
• 3.4 數(shù)據(jù)光順45-46
• 3.4.1 高斯濾波(Gaussian)45
• 3.4.2 平均值濾波(Averaging)45
• 3.4.3 中值濾波(Median)45-46
• 3.5 整體葉輪數(shù)據(jù)預(yù)處理46-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第四章 基于小波的曲線曲面的光順與重建52-67
• 4.1 曲線曲面的光順處理52
• 4.2 曲線曲面的光順性準則52-54
• 4.2.1 曲線的光順準則53
• 4.2.2 曲面的光順準則53-54
• 4.3 光順處理中的小波技術(shù)54-58
• 4.3.1 小波技術(shù)的引入54
• 4.3.2 基于小波的曲線曲面光順技術(shù)基礎(chǔ)54-58
• 4.4 基于小波分解的曲線重建方法58-59
• 4.5 葉身曲面重構(gòu)造型59-66
• 4.5.1 葉身曲面重構(gòu)方法59-60
• 4.5.2 葉片曲面重建實例60-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 重構(gòu)曲面的評價方法67-79
• 5.1 重構(gòu)曲面的評價內(nèi)容67
• 5.2 曲面重構(gòu)的誤差來源67-68
• 5.3 精度評價指標68-69
• 5.4 控制誤差提高精度的策略69-70
• 5.5 重構(gòu)曲面的精度評價方法70-72
• 5.5.1 自由曲線的線輪廓度誤差70-71
• 5.5.2 自由曲面的面輪廓度誤差71-72
• 5.6 重構(gòu)葉輪曲面的精度評價與品質(zhì)分析72-77
• 5.6.1 重構(gòu)葉輪曲面的精度評價72-75
• 5.6.2 重構(gòu)葉輪曲面的品質(zhì)分析75-77
• 5.7 本章小結(jié)77-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 本文主要工作和結(jié)論79-80
• 6.2 研究展望80-81
• 參考文獻81-85
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果85-86
• 致謝86

【參考文獻】

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本文編號：966450