【摘 要】
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第三代宽弦空心风扇叶片是高性能民用航空发动机的核心零部件。由于航空发动机风扇叶片位于航空发动机最前方,不但要在高压高速的恶劣条件下运行,还要应对冰雹、飞鸟甚至金属的撞击。为了保障飞行安全,必须对航空叶片进行无损检测以保证其质量可靠。第三代宽弦空心风扇叶片的缺陷主要集中在内结构曲面上,所以一般使用超声检测对航空叶片内结构曲面进行无损检测。由于航空叶片在加工制作过程中会发生较大变形,而内结构曲面形状又
【基金项目】
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某航空制造技术研究院的横向项目,超声曲面随形扫查轨迹修正和转换软件开发项目
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第三代宽弦空心风扇叶片是高性能民用航空发动机的核心零部件。由于航空发动机风扇叶片位于航空发动机最前方,不但要在高压高速的恶劣条件下运行,还要应对冰雹、飞鸟甚至金属的撞击。为了保障飞行安全,必须对航空叶片进行无损检测以保证其质量可靠。第三代宽弦空心风扇叶片的缺陷主要集中在内结构曲面上,所以一般使用超声检测对航空叶片内结构曲面进行无损检测。由于航空叶片在加工制作过程中会发生较大变形,而内结构曲面形状又难以直接测量。所以现有的自动超声检测方法无法保证超声波准确对焦内结构曲面,还可能导致超声探头与叶片零件发生碰撞。如何实现变形航空叶片的自动化超声检测是航空工业领域现实而迫切的课题。本文将以“研发一套软件,解决三个问题”为主线,开展航空发动机第三代宽弦空心风扇叶片超声检测路径自动生成方法的研究。本文的主要研究工作如下:（1）通过研究第三代宽弦空心风扇叶片的加工工艺,提出了与加工工艺相适应的航空叶片理论CAD模型与测量点云模型对齐算法,解决了变形航空叶片CAD模型与点云模型由于参考坐标系不同存在姿态偏差的问题,为进一步使用自由变形估计航空叶片零件内结构曲面形状打下基础。（2）通过研究自由变形技术和风扇叶片CAD模型的几何造型技术,提出了基于自由变形技术的风扇叶片内结构曲面形状估计算法,解决了变形后风扇叶片内结构曲面形状难以直接测量的问题,为进一步生成航空叶片内结构曲面超声检测路径打下基础。（3）通过研究超声检测原理,实现了变形航空叶片内结构曲面超声检测路径生成算法,解决了超声探头自动随形扫查变形风扇叶片内结构曲面的问题,为超声检测数据的自动处理和缺陷的自动分析打下基础。（4）开发了一套航空叶片超声检测路径生成系统并通过完整的变形航空叶片超声检测路径生成实例验证了系统的功能,有效提高了超声检测风扇叶片内结构曲面的检测质量和自动化水平。
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