基于点云的发动机叶片损伤体积测量方法

针对当前发动机叶片损伤体积计算困难、误差较大的问题,提出一种基于点云的压气机叶片的损伤体积测量方法。首先,通过结构光扫描仪获取完整点云模型和损伤点云模型,配准分割得到缺损点云。其次,缺损点云经过姿态转换后与主成分轴对比分析、分层、切片、投影得到二维点云轮廓。最后,提出单向双次最近邻点搜索算法对二维点云的轮廓进行有序提取,使用坐标解析法求解投影面的面积,累加各层面积与切片间隔的乘积得到最终的体积。试验结果表明,提出的第一主成分轴方向切片体积计算效果更好,且轮廓提取算法对比凸包提取法、双向最近邻搜索和改进最近邻搜索算法（improved nearest point search, INPS）算法更准确,效率更高,与Geomagic软件结果相比平均相对误差不超过0.3%,证明了算法的高效性和有效性。     

双目立体视觉测量方法研究

提出了一种简易快速的特征点提取算子，并与经典算法作了实验对比，证实了所提算法简单、有效、可靠，对外界光照条件具有较强的适应性，且抗干扰能力强。在进行特征点匹配时，在现有约束条件的基础上，提出了基于被测物体形态与摄像机相对位置的视差范围约束，根据视差方向性并采用动态搜索方法来缩小匹配点的搜索范围，从而提高了搜索速度，降低了错误匹配概率。通过对具有已知三维坐标标准件的计算机仿真实验，证实了所提出的特征点识别与提取及匹配方法是切实有效的。     

航空发动机叶片颤振分析

航空发动机的安全性和可靠性长期被叶片颤振问题所困扰.发生颤振时,由于剧烈的振动,在极短的时间内便可导致叶片断裂等严重后果.针对某型航空发动机压气机叶片,构造出两种叶片结构模型,运用MSC.Patran2008和MSC.Nastran2008,进行了模态分析和颤振分析.分别采用K-E法和P-K法计算两种叶片在亚声速内的临...     

航空发动机外形点云的保特征去噪方法

三维激光扫描设备可以提供航空发动机外形实测点云,但其中包含的噪声会直接影响后期外形几何模型的重建精度。为保证在去除噪声的同时不模糊或破坏掉发动机复杂的外形几何特征,提出了一种基于深度学习的点云保特征去噪方法。将航空发动机外形噪声点云分割成特征数据和非特征数据之后,分别设计了特征去噪网络和非特征去噪网络,用于预测特征噪声点和非特征噪声点的位置修正向量,噪声点沿预测向量移动后被投影回模型真实的底层表面上,实现去噪。构建了用于特征去噪学习和非特征去噪学习的数据集。验证结果表明,在将该方法应用于各种噪声尺度的发动机外形点云时,相比现有的学习基方法,去噪效果得到提高,且有更好的几何特征保护能力,可以为后续重建提供高质量点云。     

一种基于双目立体视觉的测量方法

以双目立体视觉理论为基础,提出了一种基于射线交汇法的双目模型。标定好双目系统后,使用Harris算法提取图像中的特征点,经过立体匹配,求出特征点在相机坐标系下的三维坐标,从而计算出任意点间的距离,并通过理论推导证明其比另一种双目模型计算出的结果更精确。实验表明该方法能够较精确的对物体实现三维测量。     

基于双目立体视觉振动筛振幅的测量方法

振幅作为振动筛的重要参数之一,对于颗粒的运动能量和筛机的振动强度具有重大的影响.针对振动筛振幅的测量,文中提出一种基于双目视觉原理的振动筛振幅的测量方法.利用区域生长法去除预处理过程后图像中白色的冗余点,并分割出白色标记点区域.然后基于形态学的膨胀操作的提取连通分量的方法,获取每帧静态图像中特征标志点的亚像素中心坐标....     

航空发动机涡轮叶片损伤分析

航空发动机涡轮叶片长期工作在高温、高压的恶劣环境中,容易出现热障涂层脱落、烧蚀、裂纹、腐蚀等损伤。分析了高压涡轮叶片损伤产生的原因,介绍了实际中常见的几种损伤类型,并对其检测技术进行了阐述。     

一种曲面特征保持的航空叶片点云精简方法

针对现有点云精简方法在航空薄壁叶片叶缘高曲率特征区域及点云稀疏区域存在取样不足的问题,提出了一种基于重聚类策略的精简方法。通过移动最小二乘法定义点--曲面距离函数,区分高低曲率特征,建立了原始点云和精简点云之间的距离关系,在高曲率区域重聚类,实现叶缘高曲率特征保持;并在重聚类时判断点云疏密程度,对稀疏区域进行重聚类。航空叶片、铸造模具等典型复杂曲面测量点云的精简过程中,该方法相比于均匀采样法、层次聚类法,在高曲率区域可保持较高的几何精度。     

激光冲击航空发动机叶片强化点位置法线方向的研究

在激光冲击强化过程中,保证激光能量的充分吸收,提高冲击波的峰值压力,以获得高质量的冲击效果.对于平面区域的冲击强化,只需将激光的入射光束与冲击平面垂直即可,但是对于曲面零件的冲击定位却没有得到很好的解决.以航空发动机叶片为例,采用德国GOM公司生产的ATOSII扫描系统获得点云数据,采用有效的点云精简办法对点云进行简化,获得点云的拓扑结构,并进行叶片重构,获得叶片的三维模型.将叶片模型导入三维软件Pro/E中,通过三维软件Pro/E软件中的基准坐标系、基准面、基准轴和基准点的变换,获得冲击点的基准坐标系中的法线方向.利用德国KUKA公司生产的KR5arc型机器人调整叶片位姿,使得激光束的入射光线与冲击点的法线重合,以获得高质量的冲击效果.     

基于立体视觉的齿轮轴系装配误差测量方法

为解决工程中齿轮轴系装配误差的测量难题,提出了一种基于立体视觉的齿轮轴系装配误差测量方法.该方法以布置在待测特征上的圆形标记点为媒介,通过三维重建与数学拟合,获取相应特征的空间位姿,进而计算装配误差.以某锥齿轮箱为对象,给出了所提方法的完整技术流程,并系统研究了状态数量和靶标盘安装角度对拟合精度的影响.开发了完整的软硬...     

基于双目立体视觉的齿轮端面高度测量方法

为了实现齿轮端面高度的高精度非接触式测量,提出基于双目立体视觉的齿轮端面高度测量方法。创新性地使用可滑动固定基线距离的单目CCD相机代替传统的双目相机获取齿轮双目图像。在获取双目图像后,通过双目相机标定实现齿轮图像立体矫正。基于改进的SGBM算法对矫正后的双目图像进行立体匹配,获取视差图和相机坐标系下平面三维坐标点,对上下平面的三维坐标点进行最小二乘拟合,从而获取上下平面的深度信息,上下平面深度相减即可实现齿轮端面高度的测量。使用直齿轮进行了视觉测量实验,实验结果表明,提出的测量系统及方法具有较高的精度和稳定性。     

基于坐标测量机的轴向立体视觉测量方法研究

为了解决双目立体视觉测量过程中图像匹配计算量大、算法复杂、误匹配率高的问题,提出了一种轴向立体视觉测量方法。该方法由单个摄像机沿坐标测量机轴向先后捕捉被测物表面,利用同轴摄像机外极线相互平行的特性进行同源相点的逐个匹配,并根据视差原理反求三维坐标。着重论述了该方法的原理、同源点匹配及具体实现过程,并通过实验进行了验证,测量了一个塑料盘的边缘并进行了重建。研究结果表明该方法能提高匹配效率,减小误匹配几率,实现快速高效的非接触式测量。     

面向立体视觉结构光三维重建系统的点云误差补偿方法

为了提高立体视觉结构光三维重建系统的精度,提出了一种面向立体视觉结构光三维重建系统的点云误差补偿方法,该方法分为误差标定、误差建模和误差补偿三部分。首先,提出一种新的误差标定方法,将立体视觉结构光系统的测量空间划分为离散的特征点并标定了整个空间内特征点的误差;然后,提出了基于神经网络的误差建模方法,建立起该空间的误差模型;最后,提出了适用于立体视觉结构光系统的点云误差补偿方法,将建立的误差模型用于误差补偿。实验表明文章提出的误差补偿方法平均减少了51.96%的直径误差和14.16%的球心距误差,精度提升效果明显。从而,验证了该算法的有效性和可行性。     

点云数据的二次曲面几何测量方法

基于点云的几何测量方法是非接触式测量的重要方法。针对点云数据,提出了一种基于待定系数的二次曲面的几何测量方法,建立了求解不同二次曲面（球面、柱面和圆锥面）的统一框架。根据二次曲面方程与不同类型二次曲面几何量的关系,给出了球面、柱面和圆锥面的具体几何参数的求解方法。实验证明,该方法能在短时间内精确地测量所需的几何值,方法切实可行。     

航空发动机叶片砂带抛光力控制技术

基于制造集成化对航空发动机叶片的抛光要求,针对叶片抛光过程中抛光力的非线性和时变性难以控制等问题,提出一种建立抛光力控制系统数学模型并进行模糊比例-积分-微分控制的方法。研制了砂带抛光施力和运动机构,以气缸和比例阀为主要研究对象,建立抛光力控制系统的数学模型,结合模糊比例-积分-微分控制原理,设计了自适应模糊比例-积分-微分控制器。对抛光力控制系统进行系统仿真与实验验证,结果表明,所采用的模糊比例-积分-微分控制系统具有快速响应性和较强的鲁棒性,可以满足叶片抛光过程中抛光力的控制要求。     

航空发动机叶片式密封仿真分析

航空发动机在高温高压及高界面相对滑动速度的环境下工作,其接合面处流体的泄露,或是外界杂质的侵入,会造成难以估量的损失。叶片式密封,作为航空发动机一种新型的密封形式已经成为密封领域重要的研究课题,其具有低泄露、低损耗,径向柔性的特点,在转子偏心运转及瞬间跳动能正常工作,并且其轴向刚度较大,能承受较大的压差。本文对密封技术的形式和研究现状进行分析,对叶片式密封进行结构分析,并对其密封性能进行仿真分析。     

试论航空发动机叶片数控铣削方法

由于航空发动机叶片空间自由曲面较为复杂,且其几何精度非常高,在加上航空发动机叶片的制作材料多食铝合金或钛合金,在切削方面存在很大苦难,此外,航空发动机叶片是薄壁零件,加工时零件容易产生变形。这些因素就导致航空发动机叶片铣削难度较大。本文从航空发动机叶片数控技术现状出发,对数控铣肖0方法进行浅显的探讨。     

某航空发动机压气机叶片振动分析

通过获取高精度点云数据实现高压压气机叶片数字化建模,采用不同方案拟合叶身曲面,建立了3种具有不同拟合精度的叶片实体模型,开展叶片振动试验验证模型可靠性。在叶片有限元振动研究中,进行叶片静频、动频和振动应力分析,得到典型工况下叶片的动态响应特性。分析发现,高转速工况下,3种模型高阶动频存在差异,模态振型及应力分布具有相对稳定性;开展叶片振动分析时,计算模型对叶片振动特性的还原度应作为数值研究的重要评价指标。研究结果为航空发动机叶片设计及其反求工程提供指导。     

航空发动机叶片焊接轨迹规划研究

合理的轨迹规划方法可以提高航空发动机压气机叶片焊接的质量、速度和效率。针对损伤后压气机叶片结构复杂、焊接困难以及焊接精度高等问题,提出了一种基于B样条等弧长分割曲线的中线的焊接方法,并按照截面曲率对轨迹调整。通过计算机对所得的一系列坐标点进行逼近运算,最终得到航空发动机叶片的焊接路径。通过对得到的焊接路径进行误差分析,保证生成的焊接路径的精度。比较理论焊接路径与实际焊接路径,误差曲线显示出构建的实际焊接路径曲线最大误差不超过0.02mm,完全满足焊接路径工艺要求。