Разработка прототипа программного обеспечения для измерения и генерации трехмерных моделей турбинных лопаток.

В результате выполнения работы первого этапа был разработан прототип программного обеспечения в части измерения турбинных лопаток с помощью выделения геометрических примитивов по трехмерным облакам точек, для чего был использован язык C++ и среда разработки QT Creator. Для удобства выделения геометрических примитивов был создан визуальный интерфейс работы с трехмерным облаков точек, а также с двухмерными сечениями. После чего были созданы функции выделения частей из облаков точек для создания по ним требуемых геометрических примитивов. Было проведено испытание работы прототипа программного обеспечения в части измерения турбинных лопаток в лабораторных условиях, а также его доработка по результатам испытаний. Для этого была разработана программа и методика испытаний, в которой описаны способы тестирования реализованных программных функций. Были проведены доработки программного обеспечения для устранения ошибок, выявленных при испытаниях. После доработок были проведены повторные испытания. В результате выполнения работы первого этапа был разработан прототип программного обеспечения в части генерации трехмерных моделей турбинных лопаток по результатам их образмеривания. Для этого за счет реализации протокола I++ был расширен список систем 3D сканирования, с которых можно получать данные для обработки. Реализована функция наложения результата сканирования лопатки и эталонной модели. Также были реализованы алгоритмы поиска и построения базовой и привалочных плоскостей, сплайнов и окружностей по результатам сканирования турбинной лопатки, а также эталонной модели. Плоскости и сплайны стали примитивами, по которым генерировались трехмерные модели лопаток. Радиусы окружностей кромок, а также расчеты карты невязок между эталоном и результатом сканирования лопатки, сохраняются для реализации возможности дальнейшего анализа этих данных операторами с целью поиска причин отклонений формы от допуска. Для сохранения данных сканирования, трехмерных моделей и примитивов создана электронная база данных. Проведены испытания работы программного обеспечения в части генерации трехмерных моделей турбинных лопаток по результатам их образмеривания. Выявлены недочеты в алгоритмах, реализованы методы устранения недочетов путем добавления предварительной фильтрации облака точек от выбросов. По результатам испытаний на всех этапах можно считать, что требуемые параметры были достигнуты. При внедрении разработанного программного обеспечения на производственные и ремонтные предприятия, занимающиеся турбинными лопатками, можно прогнозировать увеличение рентабельности на 30%. Рекомендуется использовать результаты НИОКР на ремонтных производствах, где форма лопатки максимально отклоняется от номинала и требует испытаний ее цифрового двойника в цифровой модели турбины. Разрабатываемый продукт является решением, предназначенным для создания геометрических цифровых двойников реальных турбинных лопаток, что делает возможным проведение цифровых испытаний турбин, а также создания оптимальных наборов лопаток, компенсирующих отклонения друг друга и тем самым балансирующих двигатель. Технический уровень, достигнутый при разработке данного проекта, позволяет решить задачу снижения издержек и повышения качества на производстве.