面向复材C型翼梁的三维结构特征检测技术研究

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翼梁是机翼的主要承力构件之一,是机翼装配的基准零件,特征检测与形变分析对于复合材料C型翼梁成型质量与机翼整体装配性能具有重要作用。针对机翼复合材料C型梁整体形变和特征结构检测问题,开展了C型梁测量点云的分割方法、C型梁不变特征点云配准与形变检测、C型梁结构特征检测等研究。开发了数据处理软件,实现了C型翼梁的点云数据处理与检测。主要研究内容如下:(1)针对C型梁点云分割问题,采用内存映射的方法加速点云读取,建立点云空间索引结构,滤除测量点云的表面噪声;在基于模型驱动点云分割技术的基础上,提出一种融合C型梁形变趋势和法向量相似性的分割优化方法。实现在C型梁发生变形时,依旧能够准确的依据模型设计面来分割点云。(2)针对复合材料C型翼梁点云配准与形变检测问题,提出一种基于不变特征约束的C型梁配准和形变检测方法。通过提取C型梁形变量较小的腹板区点云和对称平面,计算对称度;在腹板区点云和对称度约束的情况下配准点云,然后根据结果计算C型梁的整体形变。利用仿真验证了该方法获得的形变检测结果的准确性,实现了C型梁形变量的精确计算。(3)针对C型梁弯边夹角、高度、厚度等特征结构检测的问题,分析了特征结构的组成要素,并基于对应特征约束获得要素的最佳拟合,实现典型特征参数计算。(4)综合研究内容,开发C型梁点云处理软件,验证了C型梁检测算法在整体形变和结构特征检测方面的有效性。
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