葉片作為渦輪機(jī)、燃汽輪機(jī)、航空發(fā)動機(jī)等設(shè)備的重要零件，其表面質(zhì)量與形狀精度對整機(jī)性能的影響不容忽視，葉片型面數(shù)據(jù)的高效、精確測量是提高葉片加工質(zhì)量，保證整機(jī)工作性能和使用壽命的關(guān)鍵性技術(shù)。葉片型面測量技術(shù)及其誤差分析與補(bǔ)償?shù)难芯�，服�?wù)于高性能復(fù)雜曲面的制造和檢測，對我國航空航天和機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。 葉片型面數(shù)據(jù)的獲取主要有接觸式與非接觸式兩種方法，從自由曲面檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢上看，兼顧效率和精度、多自由度組合的非接觸式測量系統(tǒng)將是葉片類零件檢測的重點(diǎn)研究方向。本文以非接觸式測量系統(tǒng)為載體，以葉片型面為研究對象，提出局部等步長、等時(shí)長和特征點(diǎn)三種切片式數(shù)據(jù)獲取方法，開發(fā)智能化測量系統(tǒng)，設(shè)計(jì)程序界面，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面的智能和高效測量。 綜合局部等步長法的高精度、良好的邊緣檢測效果和等時(shí)長法的高效率優(yōu)勢，提出一種按提取特征點(diǎn)進(jìn)行測量的葉片型面數(shù)據(jù)快速獲取的新方法。特征點(diǎn)的提取基于數(shù)據(jù)壓縮理論，在獲取理論模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用多邊形逼近算法中的改進(jìn)直線夾角法實(shí)現(xiàn)。提取后的特征點(diǎn)在曲率較大的進(jìn)氣端和出氣端分布較多，在曲率較小的葉盆葉背部位分布較少，提取誤差由離散點(diǎn)B樣條擬合曲線與理論曲線間的Hausdorff距離給出。 將累積弦長參數(shù)化和投影最近點(diǎn)思想引入到相似度理論，簡化離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)和自由曲線之間的Hausdorff距離計(jì)算，提供實(shí)驗(yàn)誤差評定的理論基礎(chǔ)。分析葉片構(gòu)型特點(diǎn)，，開展葉片型面測量實(shí)驗(yàn)，對獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)坐標(biāo)變換和數(shù)據(jù)處理，得到封裝的測量模型，并對比分析三種方法的測量結(jié)果。以局部等步長實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對比激光掃描實(shí)驗(yàn)研究不同采樣單元對測量結(jié)果的影響，實(shí)驗(yàn)表明三種方法的實(shí)測誤差均高于一般的非接觸掃描式方法，其中特征點(diǎn)法在測量精度和效率的綜合性指標(biāo)上表現(xiàn)良好，實(shí)測誤差在十微米級別。 分析葉片型面非接觸式測量系統(tǒng)的誤差影響因素，尋找對系統(tǒng)誤差影響較大的幾項(xiàng)誤差。分析結(jié)果表明，機(jī)床運(yùn)動誤差、工件表面顏色和傾斜角誤差為幾個(gè)顯著的影響因素。根據(jù)多體動力學(xué)理論研究硬件系統(tǒng)間的拓?fù)潢P(guān)系，構(gòu)建坐標(biāo)機(jī)運(yùn)動誤差模型，基于郎伯定律構(gòu)建激光測頭光學(xué)誤差模型，研究被測物表面傾角對光能質(zhì)心位置和接收光功率的影響。通過實(shí)驗(yàn)分析被測物表面顏色和傾斜角引起的系統(tǒng)測量誤差，研究誤差分布規(guī)律并建立誤差補(bǔ)償函數(shù)，最后利用標(biāo)準(zhǔn)陶瓷球測量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG806
【目錄】：

【參考文獻(xiàn)】

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