基于catiav5汽轮机叶片反求设计

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1、第53卷第1期汽轮机技术V01．53N．12011年2月TURBINETECHN0L0GYFeb．2010基于CATIAV5的汽轮机叶片的反求设计张文建，彭一男，李艳艳(华北电力大学，保定071003)摘要：介绍了反求技术以及CATIA逆向工程的设计方法，通过对汽轮机叶片的点云采集、预处理以及三维实体建模，实现了叶片的反求设计，并讨论了反求设计过程中点云处理、几何重构以及曲面设计过程中的技巧和方法。关键词：反求技术；点云；曲面拟合分类号：TH12。TP391文献标识码：A文章编号：1001-5884(2011)01-0031

2、-02TheReverseDesignofSteamTurbineBladesBasedontheCATIAV5ZHANGWendian．PENGYi—nan．LIYan．yan(NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：IntroducedtheinversetechniqueandthedesignmethodofCATIAreverseengineering．Itfinishedthereversedesignoftheturbineb

3、ladebygatheringtheturbinebladepointclouds，pre·processingthedataandmodelingthree—dimensionalentity．Anditdiscussedthemethodofdataprocessingofthepointclouds，thereconstructionofthegeometryandthetechniquesandmethodsusedinthereversedesignprocess．Keywords：inversetechnique

4、；pointclouds；surfacefitting和快速曲面重构模块(QuickSurfaceReconstruction)是逆向0前言工程的专用模块，可以提供多种格式的点云输入和输出数据，除了具有对点云数据进行处理功能外，还提供了强大的反求工程是将实物转变为CAD模型相关的数字化技曲面和曲线直接拟合功能，由于植人了STYLER算法，CATIA术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称⋯。几何模型的POWERFIT功能比专用逆向工程软件IMAGEWARE的重构技术是整个逆向工程的关键技术J。CATIA逆向工程FITFREE

5、ROM要强大很多。这两个逆向工程模块结合并综流程为：输入由扫描实物得到的点云数据，然后对扫描的点合应用创成式曲面设计模块(GenerativeShapeDesign)和自云进行预处理，由点云构造3D轮廓线框，再由点云直接拟合由曲面造型模块(FreestyleShape)，实现了逆向工程与正向成基本曲面，并对生成的曲面进行裁剪、倒角等后处理，并检设计曲面功能的交互应用，其使用变得更为简便、灵活⋯。测构建的曲面与点云数据的偏差情况，根据精度和曲面质量在外表面曲面完成之后，使用实体设计(PartDesign)模块使要求进行修改，最

6、后由构建好的曲面通过缝合、增厚曲面等曲面缝合成实体。这些模块之间交互应用，可以得到精度和方式生成实体”。质量很高的曲面，可以满足大部分产品设计的要求。2．1点云数据预处理1数据采集在“CloudImport”工具栏中单击“Import”按钮，可直接导人由扫描仪测得的叶片点云数据。导人点云如图1所示。根据测量探头是否和零件表面接触，逆向工程中物体表在实体测量过程中，有可能将一些错误的数据点录人，所以面三维数据的获取方法基本分为接触式和非接触式两大类。应先对数据点进行降噪处理。这部分一般是手工处理，即对基于激光测头的非接触测量方

7、法获取物体表面的三维几何数据点进行放大观察，删除一些明显与结构无关的点J。激数据是大批量、无序的点云数据，这类测量数据的特点是没光扫描测量的点云数目是非常庞大的，如果直接对点云进行有明显的几何分布特征，成散乱无序状态。本文采用激光测造型处理，将会造成文件过大，处理速度慢，因此有必要在保头的非接触式测量机来测量叶片的点云数据将测量完的数证一定精度的前提下减少数据量，即在曲率变化缓慢的地据保存为“igs”格式文件，最后导人CATIAV5软件，为下一方，点密度较稀疏，在曲率变化较大部分需要密集的取点。个反求环节做准备。使用CATI

8、A的过滤功能(Filter)来过滤数据点，选用弦高偏差法(Adaptative)选项对点云进行过滤，过滤得到的点云如2几何模型重构图2所示。2．2三角网络化点云和结构分析△!!△的数主韭面编辑模块(DigitizedShapeEditor)点击“meshcreation”命令，对点云进行三