本文關(guān)鍵詞：整體葉輪微觀表面輪廓特征提取及其應(yīng)用

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【摘要】：整體葉輪是透平機械的關(guān)鍵部件,廣泛應(yīng)用于航空、航天、化工、能源等工業(yè)領(lǐng)域。整體葉輪的曲面較多,形狀復雜,傳統(tǒng)的機械加工方式已經(jīng)不能滿足其要求,目前整體葉輪的加工以五軸精密銑削為主。整體葉輪的葉片部分是影響其使用性能的關(guān)鍵性部位,葉片的表面質(zhì)量的好壞,尤其是葉片表面微觀輪廓特征的一致性,對葉輪的進氣效率、工作效率和動力性能有直接的影響。為詳細研究五軸機床銑削加工整體葉輪的表面輪廓結(jié)構(gòu)特征,本文從微觀角度出發(fā),利用表面輪廓儀對整體葉輪的葉片關(guān)鍵部位進行了測量試驗,獲得了整體葉輪葉片部位的微觀輪廓數(shù)據(jù)。并利用所獲得的數(shù)據(jù)建立了葉片微觀表面三維模型圖。開展了一系列的試驗分析,對試驗所獲得的特征信號做了功率譜分析,獲得了葉片輪廓信號的頻率成分,對功率譜的面積S的含義進行解釋,并將其作為評價葉片表面質(zhì)量的特征之一。利用小波分析的方法,對所獲得的數(shù)據(jù)進行小波分解和重構(gòu),將數(shù)據(jù)信號的各個成分信號進行了分離,得到了整體葉輪葉片表面粗糙度特征分布圖,并將其作為葉片表面質(zhì)量的評價的第二個特征。為了探明在整體葉輪加工過程中,刀尖半徑和切削行距這兩個參數(shù)對整體葉輪葉片表面質(zhì)量的影響,本文利用控制變量法的研究思想一共設(shè)計了7組對比試驗。將刀尖半徑或者切削行距其中一個參數(shù)當作變量,控制另外一個參數(shù)不變,從而研究這個變化參數(shù)對葉片表面兩個特征的影響。通過多次在五軸機床的銑削試驗和對葉片表面質(zhì)量變化的不斷測量,得到了在加工過程中葉片表面微觀輪廓特征的數(shù)據(jù)。通過對數(shù)據(jù)的建模分析和功率譜分析,得出了刀尖半徑和切削行距這兩個參數(shù)對整體葉輪葉片表面質(zhì)量的影響規(guī)律和在實際加工中這兩個工藝參數(shù)的優(yōu)先選擇級別,并在實際的葉輪質(zhì)量檢測中得到了應(yīng)用。文章通過對葉片表面微觀輪廓特征參數(shù)的計算分析,對葉片的表面質(zhì)量做出了準確、客觀的評價。
【關(guān)鍵詞】：整體葉輪 微觀表面 粗糙度 小波分析 五軸加工
【學位授予單位】：西京學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK14
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景和意義10-12
• 1.2 表面形貌測量技術(shù)及其評定的發(fā)展概況12-15
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容15-16
• 第二章 小波變換的理論及研究16-24
• 2.1 連續(xù)小波變換及其性質(zhì)16-19
• 2.1.1 短時傅立葉變換16-17
• 2.1.2 一維連續(xù)小波變換17-18
• 2.1.3 高維連續(xù)小波變換18-19
• 2.2 離散小波變換及其性質(zhì)19-20
• 2.2.1 一維離散小波變換19-20
• 2.2.2 小波框架20
• 2.3 多分辨分析與Mallat算法20-23
• 2.3.1 多分辨分析理論20-21
• 2.3.2 正交小波基的構(gòu)造21-22
• 2.3.3 Mallat算法22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 整體葉輪微觀表面輪廓特征的提取24-40
• 3.1 表面輪廓儀的基本構(gòu)成24-27
• 3.1.1 氣浮式X-Y工作平臺24-26
• 3.1.2 WALE表面輪廓儀立柱26-27
• 3.2 表面輪廓儀的測量原理27-32
• 3.2.1 X向光柵尺位移傳感器的計數(shù)原理27-29
• 3.2.2 Z向電感式傳感器的測量原理29-32
• 3.3 整體葉輪微觀輪廓特征提取試驗方案32-33
• 3.4 輪廓儀測量系統(tǒng)軟件及測量設(shè)置33-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 整體葉輪表面輪廓特征分析40-58
• 4.1 表面粗糙度的評定參數(shù)40-43
• 4.1.1 幅度參數(shù)40-41
• 4.1.2 間距參數(shù)41-42
• 4.1.3 形狀特征參數(shù)42-43
• 4.2 整體葉輪微觀表面輪廓特征信號的功率譜估計43-46
• 4.2.1 功率譜密度的數(shù)學模型43-44
• 4.2.2 功率譜估計及結(jié)果分析44-46
• 4.3 葉片表面輪廓特征的小波分析46-56
• 4.3.1 小波基函數(shù)的確定46-52
• 4.3.2 小波分解層次的確定52-53
• 4.3.3 對各組葉片的微觀輪廓數(shù)據(jù)進行小波分析53-54
• 4.3.4 小波基準線及粗糙度分布特征的提取54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第五章 工藝參數(shù)對微觀表面輪廓特征的影響58-76
• 5.1 整體葉輪精加工工藝參數(shù)58-63
• 5.1.1 刀具刀尖半徑參數(shù)58-60
• 5.1.2 切削行距參數(shù)60-63
• 5.2 刀尖半徑和行距的對比試驗63-66
• 5.2.1 試驗所需設(shè)備63-64
• 5.2.2 試驗方案的確定64-65
• 5.2.3 切削試驗及數(shù)據(jù)記錄65-66
• 5.3 行距改變對葉輪微觀輪廓特征的影響66-70
• 5.3.1 行距改變與功率譜函數(shù)面積S的關(guān)系66-68
• 5.3.2 行距改變與粗糙度分布特征的關(guān)系68-70
• 5.4 刀尖半徑改變對葉輪表面質(zhì)量的影響70-71
• 5.5 加工工藝參數(shù)與工時的關(guān)系71-72
• 5.6 葉片微觀表面輪廓特征的應(yīng)用案例72-74
• 5.7 基于MATLAB GUI的系統(tǒng)界面設(shè)計74-75
• 5.8 本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 總結(jié)76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀學位期間所取得的相關(guān)科研成果82-83
• 致謝83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 陳慶虎,李柱;表面粗糙度評定的小波基準線[J];計量學報;1998年04期

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本文編號：954071