基于蒙特卡洛法的叶片型面参数测量不确定度分析
2021-07-27张学仪何小妹刘峻峰王卓然王一璋
航空制造技术 2021年12期
关键词:测量
张学仪,何小妹,刘峻峰,王卓然,王一璋
(航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京 100095)
叶片是航空发动机的关键零件,具有种类多、数量大、曲面形状多样、加工工艺复杂、加工难度大等特点,其质量直接影响到发动机的气动性能与寿命[1–2]。随着新型号发动机叶片型面在弯、扭和掠的增强以及前后缘曲率半径的小型化,对叶片的几何尺寸和形状测量精度要求也越来越严格。由于叶片的尺寸、形状、物理和力学等因素决定了叶片的整体性能[3–5],叶片生产的不同阶段均需要对叶片的几何尺寸和形状进行检测[6]。
叶片型面参数描述了叶身几何尺寸和各部分相互位置关系,参数种类主要包括叶型形状、位置、扭转、前后缘、长度等。总体来说叶片型面参数可以分为4类:尺寸类、位置类、角度类和轮廓度类。
航空发动机叶片型面的测量精度要求较高[5],在对坐标测量机的叶片测量结果的准确性上有需求,这就需要对检测结果进行不确定度评定[7–10]。现阶段对于航空发动机叶片叶型测量不确定度评定尚未有统一的评定标准。一方面,由于坐标测量机在测量过程中影响测量结果不确定度的误差来源复杂多样,导致分析困难,各误差源对测量结果的影响难以量化[11],误差模型建立难度大[12]。另一方面,对叶片这类自由曲面的复杂测量任务,叶片点云数据处理方法、参数评定算法的不同,都会对测量不确定度评定产生影响[13–15]。
而在现阶段的研究中各国学者对于坐标测量机对特定测量任务的不确定度方面的研究,选择采用了蒙特卡洛法,如Miura等[16]用蒙特卡罗模拟法估算基于坐标测量机的阶梯规测量不确定度;……
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