航空发动机叶片焊接修复路径生成技术研究

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1、分类号：TP23密级：UDC：编号：15-085201-17M河北工业大学硕士学位论文航空发动机叶片焊接修复路径生成技术研究论文作者：赵萌学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：机械工程指导教师：戴士杰职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringRESEARCHONTHEGENERATIONOFWELDINGREPAIRPATHOFAERO-ENGINEB

2、LADEbyZhaoMengSupervisor:Prof.DaiShijieApril2015原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存

3、、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文摘要近年来中国民航事业发展迅速，民用客机、货机数量逐年上升，飞机的维修、保养等任务量大大增加，无疑会在一定程度上促使我国不断提高飞机维修技术水平。在飞机维修中

4、，最重要的同时也是最困难的维修技术应当属于对航空发动机的维修。航空发动机被誉为“飞机的心脏”，而航空发动机叶片却是“心脏中的心脏”。在我国，民用航空发动机叶片的维修大多属于手工修复，自动化程度较低，大量维修过程复杂的受损叶片都要送到外国去维修，这已经满足不了我国日益紧张的民航运输对航空发动机叶片焊接修复效率与自动化水平的要求。研制出修复航空发动机叶片的自动焊接修复装备刻不容缓，这需要针对航空发动机叶片焊接修复装备中焊接路径的规划进行研究。经过对航空发动机叶片的工作环境、主要形状参数、主要失效形式、焊接修复的修

5、复范围等内容进行详尽的调研分析，航空发动机压气机第六级叶片焊接修复路径规划的研究更具有实用价值。通过研究分析国内外学者对逆向工程测量来的点云如何拟合成曲面模型，以及根据已知曲面如何进行延伸等问题的研究成果，选用NURBS曲面来表达待修复叶片的曲面模型。根据国内外学者对快速成型技术中分层处理技术的大量研究，通过在适用范围、优缺点等方面对比基于STL模型的分层处理技术与直接CAD模型的分层处理技术，得到最适合航空发动机压气机第六级叶片的分层处理方法。最后通过对分层后得到的每层叶片的边缘曲线进行等弧长划分、中点坐标

6、求取、三次样条插值计算，最终得到航空发动机压气机叶片的修复路径。经过曲面拟合、曲面延伸、三维模型分层、提取分层轮廓线、等弧长划分、中线提取的步骤，最终生成了航空发动机压气机第六级叶片的修复路径。通过使用Imageware软件完成叶片待修复部分的建模与分层，使用Matlab软件对分层后曲线进行中线提取，也就完成了焊接路径规划的任务，通过仿真实验证明构建的焊接路径曲线误差不超过0.02mm，完全符合焊接路径的精度要求。航空发动机叶片的焊接维修是一个复杂的多学科问题，根据仿真实验结果可以得知，在规定焊丝送丝速度，电

7、流电压大小等焊接工艺参数的情况下，通过采用上述方法可以快速生成满足精度要求的航空发动机叶片焊接修复路径。关键字：路径规划；曲面重构；分层处理；NURBS；叶片I河北工业大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,Chinacivilaviationindustryhasdevelopedrapidlyinrecentyears,civilaircraft,cargoplanequantityrisesyearbyyear,aircraftservicingandaircraftmaintena

8、nceandothertasksincreasegreatly,sonodoubtChinamustcontinuouslyimprovethelevelofaircraftmaintenancetechnology.IntheaircraftRepairtechnology,themostimportantandmostdifficulttechnologyshouldbetherepairofa