FTP动态测量航空发动机叶片三维型面
2021-04-20夏桂书武兴焜魏永超吴虹星
中国测试 2021年3期
夏桂书,武兴焜,魏永超,吴虹星
(1. 中国民用航空飞行学院航空工程学院,四川 广汉 618307; 2. 中国民用航空飞行学院科研处,四川 广汉 618307)
0 引 言
叶片是航空发动机的核心组成部分,其自身可靠性与型面性能一直是发动机研究领域的热点。在真实工况下,发动机工作时,叶片会受到离心负荷等作用影响,叶片会发生形变,导致其发生磨损变形,造成发动机性能事故[1]。因此,在实际工况下研究叶片型面数据对航空发动机制造与维修具有重要意义[2]。
叶片三维重建是利用二维投影快速恢复被测叶片的三维型面的逆向工程,通过光栅投影和结构光照射,CCD相机捕捉变形的条纹并解析调制出三维轮廓,因其具有非接触、测量速度快,精确度高的特点[3-5]。叶片在静止状态下,结构光测量技术一般采用相位测量轮廓术(PMP),傅里叶变换轮廓术(FTP)获取型面信息[6];当叶片在旋转状态下,获取型面信息一直处于空白。动态三维测量技术只需将一帧被测物体的条纹变形图,对其进行傅里叶变换、频域滤波、傅里叶逆变换等[7-8]操作便可得出被测物体的三维轮廓图。
针对发动机叶片型面量化与性能分析[9],传统的方法通过多个叶型导入CAD软件中生成叶片的实体模型,或者超声无损检测等三维扫描技术生成模型后,利用有限元技术仿真模拟出不同转速下对叶片结构影响。基于传统方法研究型面改变对叶片的影响虽数值较为精确[10],但终究在仿真状态,与实际航空发动机工况下,会有叶片粗糙、多个叶片作用力等影响因素导致数据发生变化[11]。……
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