逆向技术在飞机导管维修中的应用

针对在航空发动机维修过程中,发动机空间导管的维修因导管变形较大,原始数据图纸与现有状态的导管存在较大差异等问题,通过对发动机拆卸下的导管使用三维扫描进行数据测量,使用Geomagic Studio和CATIA软件进行面向制造的逆向建模,通过所建模型生成制造所需参数。传统逆向建立的数字模型没有考虑制造因素,不能直接用于维修制造,必须经过制造工艺人员进行处理后才能进行制造,而在本次试验中,面向制造的逆向建模方法所建的数模包含了制造所需信息,有效的提高了后期制造和维修的效率,但这种方法导致所建模型精度比传统的方法低,因此在逆向过程要根据实际制造维修需要对部分要求不高的区域降低精度要求,从而保证整体的模型符合要求。     

通用航空活塞发动机机匣常见故障探讨

机匣是航空活塞发动机的基本骨架,其不仅为主要机件提供安装基座,而且还是各种力和力矩的承载者。以某型航空活塞发动机为例,对机匣的常见故障形式、形成原因及对应的修复措施进行了探讨,希望本文能够给同行带来借鉴和帮助。     

基于Geomagic Studio的航空发动机叶片曲面建模

航空发动机涡轮叶片对建模精度有很高的要求,传统的通过软件绘制的方法不能满足航空发动机叶片的异构曲面的特性。采用逆向建模技术,通过光学测量系统获得涡轮叶片的点云文件,利用Geomagic Studio软件得到叶片的精确模型。偏差分析结果表明:所得叶片模型具有良好的平滑性和完整性,且相较于同类方法具有更高精度。     

航空发动机压气机叶片的逆向建模及应用

为得到高质量的航空发动机压气机叶片型面,采用三维扫描仪准确测量获取叶片点云数据,将点云数据去噪和精简处理后等距提取叶型截面点云并存储为二维数据。利用Matlab软件对叶型截面二维点云数据采用三次B样条曲线整体逼近拟合的方法形成叶身截面曲线,并在SolidWorks软件中放样生成叶身型面。逆向建模后的叶片可借助UG二次开发生成磨削抛光路径轨迹线,成功实现了叶片模型的应用。结果表明逆向建模成型后的叶片精确性高,光顺性好并且对解决实际的工程问题提供帮助。     

基于正逆向混合建模的残缺涡轮修复方法的探究

工程中零件残缺部位数据的重构是修复工作的关键,因残缺3D形貌高度的不可控性与不稳定性,难以通过常规测量手段获取,为解决残缺部位数据获取的难题,提出了一种基于正逆向混合建模软件Geomajic Spark的正逆向混合建模重构残缺部位数模的方法。以残缺涡轮为例,利用扫描仪获取点云数据,通过逆向点云处理软件Geomajic Studio进行点云处理、在Geomajic Spark软件中拟合特征、绘制轮廓,导入逆向校核软件Geomajic Qualify中进行误差分析比对和布尔运算操作,获得残缺部位数据;通过增材制造路径轨迹模拟及残缺部位打印成型的方式,对残缺模型与待修复零件进行贴合,验证了逆向工程辅助下的正逆向混合设计在获取零件残缺部位数模及增材制造技术的可行性与准确性。     

基于逆向技术的模具型腔修复研究

基于逆向技术,对失效的型腔曲面特征进行数据采集、点云处理,并重构3D数字模型,通过CAM进行数控加工。研究表明:逆向建模与制造能使模具型腔这类关键零件产品失效后得到复原再现,降低了生产成本,并为工艺提升与创新提供了新的有效手段。     

基于Geomagic的叶轮逆向建模与再设计研究

运用3D扫描技术,结合正、逆向建模软件,对复杂曲面类零件进行反求设计与再设计。首先对叶轮的外形特征进行数据采集和点云处理,然后通过Geomagic DesignX进行逆向数字建模,重构3D数字模型,并对重构的曲面进行精度与质量分析,最后对叶轮的再设计进行了研究。该研究可为叶轮的逆向设计、结构参数优化再设计提供一种技术手段。     

发动机叶片的反求设计和检测分析

叶片作为航空发动机的关键部件之一,其形状的不规则性和复杂性,使得发动机叶片实体建模比一般实体复杂得多。逆向造型软件的出现为复杂形状的叶片数字化建模提供了有力的技术手段。通过三维激光扫描机对叶片的三维形状信息进行采集,然后利用逆向软件Surfacer和Geomagic Studio交互使用对所采集的数据进行处理,并在Geomagic Studio中进行曲面重构。然后通过逆向模型快速检测软件Geomagic Qualify中的叶片检测技术对重构的曲面和原始点云模型进行三维误差比较、叶片截面二维误差比较和截面二维扭曲分析,为发动机叶片的数字化设计检测提供了依据。     

活塞异形曲面造型技术研究

活塞对于发动机非常重要,随着CAE/CAM技术的发展,建立完整而精确的活塞数字模型很有必要。活塞外圆为自由曲面,形状复杂,现有的CAD软件不能实现其建模。本文在Matlab环境中,编写了M文件,生成活塞外圆三维空间型值点矩阵,然后把点矩阵分成180条自由曲线导入Pro/e中,利用曲面造型生成活塞外圆高仿真自由曲面。然后对完成的外圆型面进行精度分析,结果表明其精度达到±0.001,完全满足CAE分析和数控加工所需的要求。     

航空发动机机匣结构减缩建模的方法

为解决航空发动机机匣有限元模型存在单元数目多、原始矩阵维度巨大的问题,研究了一种减缩建模方法,基于主节点思路是在模态域下快速准确地预测整机机匣系统的响应。以某整机机匣系统为研究对象,建立该结构的原始有限元模型,按所提出的减缩建模方法获得减缩模型,并对减缩前后机匣系统稳态响应的一致性以及计算效率进行对比分析,验证了减缩模型的可行性。     

航空发动机机匣螺栓连接结构力学特性影响因素

由于航空发动机机匣的不连续性,机匣的力学传递特性将受到影响。对传统静子机匣部件振动特性进行分析时,常不考虑机匣螺栓连接结构的影响,从而导致仿真计算的结果产生较大的偏差。基于国内外研究现状,建立螺栓连接结构的有限元分析模型,在力学传递特性方面研究了螺栓预紧力、螺栓分布和螺栓数量对机匣抗弯刚度和振动频率的影响。结果表明:航空发动机机匣螺栓连接结构会导致其结构刚度下降;螺栓预紧力、螺栓分布和螺栓数量是影响航空发动机机匣抗弯刚度和振动频率的主要因素。     

基于退役电池包的逆向重构研究

以退役动力电池包壳体为研究对象，采用EinScan HX激光扫描仪获取原始点云数据、Geomagic Control软件对点云数据进行处理、Geomagic Design软件重构三维数字模型，分析和总结了逆向重构过程中的关键技术。通过Geomagic Control软件分析了重构的三维数字模型与原始点云数据的误差，确认误差在±1 mm内，满足了退役动力电池包智能拆解系统对三维数字模型的精度要求。因此，精确的逆向三维重构技术对实现机器人自动化拆解有很好的指导意义，有利于退役动力电池包智能拆解技术的发展。     

航空活塞发动机机匣结合面磨损失效分析

针对航空活塞发动机机匣结合面上出现微小坑孔的问题,通过对坑孔的三维轮廓分析、微观形貌分析以及纵切面纳米压痕测试,结合机匣所承受的载荷以及结构特点分析,确定产生坑孔的原因是结合面间的往复移动形成微动磨损.为防止或减缓微动磨损,提出了预防措施,可减少机匣渗漏滑油故障,延长机匣使用寿命.     

航空活塞发动机机匣微振磨损可用度分析与预测

针对航空活塞发动机机匣微振磨损问题,经统计分析后,发现各机匣微振磨损程度近似呈正态分布,其均值和标准差随工作时间增加而增大。基于正态分布密度函数,建立了机匣微振磨损可用度分析模型。通过建立灰色GM(1,1)模型,对机匣微振磨损程度的均值进行预测,并利用最小二乘拟合多项式拟合均值与方差的非性线关系,实现了可用度的有效预测。预测实例表明,可用度预测结果与实际较吻合,具有较高的预测精度。机匣微振磨可用度的分析与预测,可准确地获得可用度的变化规律,对发动机科学维修具有一定指导意义。     

轴向压力和端部转矩载荷联合作用下机匣结构稳定性的数值分析

以某航空发动机复合材料外涵道机匣构件进行结构有限元建模与线性屈曲特性的有限元分析。联接机匣的金属夹层板可起到提高机匣屈曲临界载荷的作用。利用圆柱壳体耦合载荷的研究成果,分析机匣受轴向压力和端部扭矩单独及组合作用下的屈曲行为规律,进而为航空发动机的结构设计提供参考依据,但要求得精确解还需通过实验进行适当的修正。     

直升机发动机排气道逆向建模及误差分析

针对某型直升机发动机排气道建模难的问题,提出了一种基于逆向工程的方法。采用三维激光扫描仪快速获取实物点云数据,用逆向工程软件Geomagic对点云进行处理,最后用正向设计软件CATIA进行曲面重建,经误差分析表明,该方法获取了高质量的发动机排气道的外形数模,提高了设计效率。     

激光测绘系统在试验机改装中的应用研究

在介绍激光测绘系统组成和原理的基础上,根据激光测绘系统扫描得到试验机局部外形的点云数据,应用Geomagic和CATIA逆向设计软件对获取的点云数据进行处理,并对试验机的局部外形进行数字化建模,最终把该曲面数模应用到某次试验机的改装件设计过程中。在试验机改装中应用基于激光跟踪仪的测绘扫描系统对试验机进行数字化建模,对提高试验机的改装效率和安全性具有重要的意义。     

相对关联距离熵在转子系统故障诊断中的应用

将相对关联距离熵应用于航空发动机转子-机匣系统状态识别和故障诊断。在相空间重构的基础上，基于实测的航空发动机机匣振动时间序列求解了转子-机匣系统不同工作状态和故障状态的相对关联距离熵，并基于相对关联距离熵，对航空发动机转子-机匣系统进行了状态识别和故障诊断。     

航空发动机机匣加工工艺研讨

正航空发动机机匣加工具有结构复杂、加工工艺性差、精度要求高、加工余量大、刚性差等特点,在其加工过程中易产生加工变形。通过研究航空发动机机匣的加工机床、刀具应用等加工工艺,分析机匣加工变形的原因,结合航空发动机机匣毛坯特点及加工工艺方法,提出的加工变形控制的措施,对薄壁类机匣的加工有一定的指导作用。航空航天技术发展日新月异,航空发动机技术首当其冲,作为航空发动机的核心关键部件的机匣,为了满足其功能需求结构变得越来越先进复杂,机匣类零件的结构相应的也变得复     

航空发动机试验器连接机匣动力学模型的确认方法

提出一种基于参数灵敏度的航空发动机连接机匣动力学模型确认方法.以航空发动机整机试验器机匣系统为研究对象,以实测数据为参考基准,对单个机匣有限元简化模型进行修正与模型确认;基于实体薄层单元建立两段机匣连接结构有限元模型,并对薄层刚度进行模型修正;基于修正后的实体薄层单元建立连接机匣连接结构有限元模型.机匣组件模态测试数据与有限元模型模态仿真数据对比表明:最终确认的机匣组件的有限元模型能够有效地反映实际结构动力学特性.