航空发动机叶片损伤自动测量方法研究

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1、第４５卷第１期航空计算技术Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．１２０１５年１月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＪａｎ．２０１５航空发动机叶片损伤自动测量方法研究１１１２２李华，陈果，林桐，陈新波，王洪民（１．南京航空航天大学民航学院，江苏南京２１００１６；２．海军航空工程学院青岛校区，山东青岛２６６０００）摘要：基于内窥镜的视觉检测技术在现代航空发动机故障诊断中发挥着重要的作用。针对航空发动机叶片的典型损伤，提出了一种基于三次样条插值的自动测量方法。对损伤叶片进行图像预处理并提取叶片轮廓，利用三次样条函数进行插值计算，通过对一次导数和二次导数的分析得到损伤尺寸。结合

2、故障诊断方法，开发了航空发动机智能诊断专家系统。通过实验对比，证明了方法的有效性和正确性。关键词：航空发动机叶片；样条插值；自动检测中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１５）０１桘００５２桘０４StudyonAutomaticMeasurementMethodforDamageAeroEngineLamina１１１２２ＬＩＨｕａ，ＣＨＥＮＧｕｏ，ＬＩＮＴｏｎｇ，ＣＨＥＮＸｉｎ桘ｂｏ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ桘ｍｉｎ（１．CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauti

3、cs，Nanjing２１００１６，China；２．QingdaoCampus，NavalAeronauticalEngineeringInstitute，Qingdao２６６０００，China）Abstract：Ｔｈｅｖｉｓｕａｌｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｅｎｄｏｓｃｏｐｅｈａｓｐｌａｙｅｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｍｏｄｅｒｎｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏ-ｓｉｓｏｆａｅｒｏｅｎｇｉｎｅｓ．Ａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｃｕｂｉｃｓｐｌｉｎｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｉｓｇｉｖｅｎｔｏｔｙｐｉ-ｃａｌｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅａｅ

4、ｒｏｅｎｇｉｎｅｌａｍｉｎａｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｉｍａｇｅｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓ-ｉｎｇｆｏｒｄａｍａｇｅｌａｍｉｎａ．Ｔｈｅｏｕｔｌｉｎｅｏｆｌａｍｉｎａｉｓｅｘｔｒａｃｔｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｃｕｂｉｃｓｐｌｉｎｅｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄｔｏｉｎｔｅｒ-ｐｏｌａｔｉｏｎａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｄｅｒｉｖａｔｉｖｅａｎｄｔｈｅｓｅｃｏｎｄｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｔｏｇｅｔｔｈｅｄａｍ-ａｇｅｓｉｚｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ

5、ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｅｘｐｅｒｔｓｙｓｔｅｍｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｍｅｔｈｏｄｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓｕｓｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ．Keywords：ａｅｒｏｅｎｇｉｎｅｌａｍｉｎａ；ｃｕｂｉｃｓｐｌｉｎｅ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ引言用结构自适应神经网络模型，实现了航空发动机孔探［５］航空发动机叶片作为发动机的结构件，是航空发图像损伤的自动识别。以上研究均以检测叶片损伤［１］动机最重要的零件之一。航空发动机

6、叶片的结构对为目的，并不能准确测量损伤尺寸并给出维修建议，不内、外的气流的作用是决定性的，直接关系到发动机整能满足航空发动机故障诊断和维修的实际需求。体性能的优劣，所以叶片的损伤是航空发动机故障最三次样条函数是一类在工程技术上应用十分广泛［２］［６］常见的情况。的插值函数。陈岭等人将由距离或信号强度的三次随着现代科学的发展，发动机维修设备和手段的样条插值函数来调整经典衰减模型中的衰减因子，解多样化，采用孔探技术对发动机损伤、故障隐患进行诊决无线信号强度衰减模型计算效率低、构建复杂以及［７］断以及判定损伤等级是新维修方式必不可少的关键环参数难确定等问题。王继东等人针对微网中基波

7、频节。李长有等研究了基于孔探技术的发动机叶片损伤率的变动及谐波和间谐波的存在，提出了一种基于三［８］检测，依据损伤频谱能量检测并估计发动机叶片的损次样条插值信号重构的谐波及间谐波分析算法。高［３］伤。田武刚等人研制了一种可用于航空发动机叶片小科等人结合指数矩阵的精细算法，提出了一类基于［９］原位检测的内窥涡流集成化检测探头，给出了航空发三次样条插值的精细积分方法。以上研究均将三次［４］动机叶片的检测实例。陈果等人研究了一种基于孔样条函数应用于工程，并取得较好的结果。本文针对探图像纹理特征的航空发动机内部