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发动机故障图像的三维测量、视觉重建与识别方法研究

航空发动机是现代飞行器的心脏,它优良的运行状态和可靠性能是确保民机安全航运和军机高效作战的有力保障。目前,根据图像信息来诊断发动机故障的常用技术包括内窥探伤技术和铁谱检测技术,它们在航空发动机的外场维护和内场状态监测与故障诊断中均有着重要的应用,这两项技术对成像目标都有着定量测量和定性分析的需求。据此,本文提出了基于计算机视觉技术的研究思路,实现了对发动机内部零部件损伤区域的三维定量测量、场景模型重建;对发动机滑油中携带的磨粒实现了三维尺寸测量和三维表面形貌特征描述,促进了内窥探伤和磨粒分析技术的发展。本文的研究工作以技术应用为目标,分为三大部分:首先是对计算机视觉,特别是立体视觉技术机理、方法和算法的基本研究,主要解决了立体视觉在内窥探伤与铁谱检测中应用的技术共同点;其次是对基于立体视觉的发动机内窥探伤的技术研究和系统开发,解决了立体视觉用于内窥图像这一宏观图像的技术和算法实现问题,其中包括对内窥场景的视觉重建和对发动机内部典  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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基于成本优化的民用航空发动机视情维修决策研究

航空公司在保证安全运营的同时必须创造效益以维持其生存与发展,然而近几年来严峻的外部运营环境使得航空公司不得不充分向内挖潜,严格控制自身运营成本以提升其市场竞争力。据统计,航空发动机维护成本占据航空公司直接运营成本的三分之一强,有很大的控制余量。本论文从民用航空发动机视情维修特点入手,按单部件和全系统两个层面探讨了建立基于成本优化的维修决策模型方法和策略。对于单部件,以期望维修费用率最低为目标函数建立了维修优化模型,实现根据发动机部件状态信息确定优化的检查阈值和检查间隔期。对于全系统,根据发动机的性能信息建立了送修等级评估模型和送修成本估算模型。最后在所建立模型的基础上开发了民用航空发动机视情维修决策支持系统。本论文按照现状研究、对比分析、定量处理、模型建立、实例论证的思路对航空发动机视情维修中若干决策问题作了深入求实研究,主要研究内容如下: 针对单部件视情维修优化模型问题,本论文从生产实际出发确定了单部件视情维修决策的两个决策变...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
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基于特征的航空发动机管路反求建模系统关键技术研究

航空发动机管路设计质量直接影响其可靠性和维修性。由于布局空间限制严格,管道层叠交错、形状复杂,管路设计及其数据管理一直以实物样件为信息介质。随着航空发动机设计试验技术向数字化方向发展,对管路数字化设计中的反求建模新技术提出了迫切需求。基于特征的反求建模是反求工程研究领域近年来发展起来的一项具有广阔应用前景的新技术。将其应用于航空发动机管路设计和数据管理中的三维建模,不仅可以提高设计质量和效率,而且也可以直接驱动管路的数字化制造与检测,大大缩短研制周期,降低研制费用。本文针对航空发动机管路的反求建模问题,系统地研究了基于特征的反求建模理论和方法。提出了基于特征的航空发动机管路反求建模系统框架;并围绕其中的多视数据配准、数据分割、特征提取和管路特征建模等关键技术进行了深入研究;在此基础上,设计并开发出一个软件原型系统,并通过计算机仿真和实际管道的测量与重构实验,对本文的理论、方法和系统进行了实例验证。论文的主要研究成果包括:1.提出...  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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航空发动机及控制系统建模与面向对象的仿真研究

航空发动机及其控制系统建模与仿真是低成本、低风险、高效率地研制先进航空推进系统的重要工具和手段。论文围绕发动机数控系统半物理仿真试验用发动机及控制系统仿真模型开展研究,主要包括发动机简化模型、面向对象的部件级模型及控制系统模型、地面及高空起动模型、控制算法等方面的研究工作。首先建立了发动机地面简化模型。在缺乏部件特性的情况下,提出了根据试验数据建立发动机简化模型的方法。稳态模型采用插值法,动态模型采用动态系数法。该模型可实时模拟地面发动机从起动到最大状态的动态过程。与试验数据对比,简化模型稳态误差小于2%,动态误差小于5%。基于面向对象技术建立了航空发动机及其控制系统通用仿真平台。在深入研究航空发动机面向对象仿真机理的基础上,设计完成了航空发动机通用性能仿真平台的总体框架,包括仿真类库的层次结构、辅助工具类库、交互仿真算法及程序界面等,提高了代码重用率,避免了全局变量的使用。仿真平台功能强、界面友好,支持拖放方式构建发动机模型,...  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
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航空发动机产品开发过程集成的关键技术研究

产品开发过程集成是产品协同开发发展的必然趋势,也是现代先进制造技术的战略要求。它以并行的思想综合考虑产品生命周期中的所有活动,消除产品开发过程中各种冗余和非增值的活动、子过程以及由人为因素和资源问题等造成的影响效率的一切障碍,实现产品开发过程的整体优化,使应用系统集成起来,形成一个协调的集成运行系统。根据航空发动机产品开发过程中业务过程复杂、活动多、涉及企业广、周期长等特点,提出航空发动机产品开发的过程集成管理研究。以工作流技术为过程集成的核心技术,分析航空发动机产品开发过程的集成框架、过程建模和执行服务,实现航空发动机产品开发过程集成管理。针对航空发动机产品开发过程集成管理对工作流技术提出的具体要求,本文主要完成以下研究工作:(1)基于工作流技术的航空发动机产品开发过程集成研究。研究基于工作流技术的航空发动机产品开发过程的集成框架,航空发动机产品开发过程的建模方法,以及分布式环境下航空发动机产品协同开发的执行机制。(2)工作流...  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
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航空发动机热端部件模拟环境下3D C/SiC的微结构演变和失效机制

连续碳纤维增强碳化硅基复合材料(C/SiC)是一种在航空航天与能源领域具有广泛应用价值的战略性轻质热结构材料,具有高比强与不发生灾难性断裂等优异特性,成为高推重比航空发动机热端部件材料的重要候选,有望满足耐高温抗氧化长寿命的目标需求。本文针对高推重比航空发动机热端部件多因素复杂环境,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)与高分辨电子显微镜(HRTEM)等多种分析手段,跨尺度表征了三维编织连续碳纤维增强碳化硅基复合材料(3D C/SiC)在热物理化学模拟条件和应力模拟条件下的微结构演变,围绕微结构演变-性能演变之间的关系,系统研究了3D C/SiC的环境行为演变规律,获得了3D C/SiC的失效机制和微结构控制单元与要素。在此基础上,综合归纳出材料的失效本质,成功地分析了3D C/SiC在各种模拟环境中的失效模式与机理。主要研究内容与结果如下:1.发现“簇”是连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFCC...  (本文共176页) 本文目录 | 阅读全文>>