本文關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片焊接修復(fù)路徑生成技術(shù)研究

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【摘要】：近年來中國民航事業(yè)發(fā)展迅速,民用客機(jī)、貨機(jī)數(shù)量逐年上升,飛機(jī)的維修、保養(yǎng)等任務(wù)量大大增加,無疑會在一定程度上促使我國不斷提高飛機(jī)維修技術(shù)水平。在飛機(jī)維修中,最重要的同時(shí)也是最困難的維修技術(shù)應(yīng)當(dāng)屬于對航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維修。航空發(fā)動(dòng)機(jī)被譽(yù)為“飛機(jī)的心臟”,而航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片卻是“心臟中的心臟”。在我國,民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的維修大多屬于手工修復(fù),自動(dòng)化程度較低,大量維修過程復(fù)雜的受損葉片都要送到外國去維修,這已經(jīng)滿足不了我國日益緊張的民航運(yùn)輸對航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片焊接修復(fù)效率與自動(dòng)化水平的要求。研制出修復(fù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的自動(dòng)焊接修復(fù)裝備刻不容緩,這需要針對航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片焊接修復(fù)裝備中焊接路徑的規(guī)劃進(jìn)行研究。經(jīng)過對航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的工作環(huán)境、主要形狀參數(shù)、主要失效形式、焊接修復(fù)的修復(fù)范圍等內(nèi)容進(jìn)行詳盡的調(diào)研分析,航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)第六級葉片焊接修復(fù)路徑規(guī)劃的研究更具有實(shí)用價(jià)值。通過研究分析國內(nèi)外學(xué)者對逆向工程測量來的點(diǎn)云如何擬合成曲面模型,以及根據(jù)已知曲面如何進(jìn)行延伸等問題的研究成果,選用NURBS曲面來表達(dá)待修復(fù)葉片的曲面模型。根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者對快速成型技術(shù)中分層處理技術(shù)的大量研究,通過在適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)等方面對比基于STL模型的分層處理技術(shù)與直接CAD模型的分層處理技術(shù),得到最適合航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)第六級葉片的分層處理方法。最后通過對分層后得到的每層葉片的邊緣曲線進(jìn)行等弧長劃分、中點(diǎn)坐標(biāo)求取、三次樣條插值計(jì)算,最終得到航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片的修復(fù)路徑。經(jīng)過曲面擬合、曲面延伸、三維模型分層、提取分層輪廓線、等弧長劃分、中線提取的步驟,最終生成了航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)第六級葉片的修復(fù)路徑。通過使用Imageware軟件完成葉片待修復(fù)部分的建模與分層,使用Matlab軟件對分層后曲線進(jìn)行中線提取,也就完成了焊接路徑規(guī)劃的任務(wù),通過仿真實(shí)驗(yàn)證明構(gòu)建的焊接路徑曲線誤差不超過0.02mm,完全符合焊接路徑的精度要求。航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的焊接維修是一個(gè)復(fù)雜的多學(xué)科問題,根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得知,在規(guī)定焊絲送絲速度,電流電壓大小等焊接工藝參數(shù)的情況下,通過采用上述方法可以快速生成滿足精度要求的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片焊接修復(fù)路徑。
【關(guān)鍵詞】：路徑規(guī)劃 曲面重構(gòu) 分層處理 NURBS 葉片
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V263.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 引言9
• 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片9-13
• 1.3 課題來源13
• 1.4 課題研究背景及意義13-14
• 1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.5.1 曲面重構(gòu)技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5.2 曲面延拓技術(shù)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片分層處理研究現(xiàn)狀16-20
• 1.6 論文主要研究工作20-23
• 第二章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片曲面重構(gòu)23-33
• 2.1 引言23
• 2.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片曲面重構(gòu)技術(shù)研究23-31
• 2.2.1 Bézier曲線曲面理論24
• 2.2.2 B樣條曲線曲面理論24-25
• 2.2.3 非均勻有理B樣條(NURBS)曲線曲面理論25-27
• 2.2.4 非均勻有理B樣條(NURBS)曲線曲面控制點(diǎn)反求27-28
• 2.2.5 葉片的曲面重構(gòu)研究28-31
• 2.3 重構(gòu)葉片曲面的精度與光順性分析31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片曲面延拓技術(shù)研究33-41
• 3.1 引言33
• 3.2 曲面延拓的理論基礎(chǔ)33-36
• 3.2.1 Bézier曲線曲面延拓理論33
• 3.2.2 B樣條曲線曲面的延拓理論33-35
• 3.2.3 非均勻有理B樣條曲線曲面的延拓理論35-36
• 3.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片曲面延拓研究36-38
• 3.4 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片延拓曲面誤差分析與光順性分析38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 第四章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的分層處理技術(shù)研究41-49
• 4.1 引言41
• 4.2 快速成型技術(shù)中的分層處理技術(shù)41-44
• 4.2.1 STL文件的分層方法與切片算法42-43
• 4.2.2 STL文件分層處理的缺陷43-44
• 4.3 CAD模型的直接分層處理技術(shù)44-46
• 4.3.1 CAD模型的直接分層方法與輪廓線求取方法44-46
• 4.3.2 直接分層法與間接分層法46
• 4.4 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的直接分層試驗(yàn)46-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的焊接路徑規(guī)劃49-59
• 5.1 引言49
• 5.2 焊接修復(fù)堆積路徑研究49-51
• 5.2.1 典型零件的掃描路徑規(guī)劃49-50
• 5.2.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的掃描路徑規(guī)劃50-51
• 5.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片邊緣曲線中線提取51-55
• 5.3.1 等弧長分割曲線51-54
• 5.3.2 三次樣條插值計(jì)算54-55
• 5.4 實(shí)例仿真55-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 第六章 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 結(jié)論59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果65-67
• 致謝67

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