摘要
涡轮叶片被称为航空发动机核心构件，在其叶身加工了大量的气膜孔，用以实现高速转动时的气膜冷却。叶片气膜孔由于分布于叶身曲面，因而为空间三维曲面孔，且孔径微小，不仅加工过程难度大，如何实现精准检测也一直是行业中的技术难题。本论文通过对叶片气膜孔的结构特点、加工过程、测量基本方法等进行研究，开展了一系列科研与试验工作，实现了对涡轮叶片气膜孔几何参数的精准检测。 本论文首先介绍了国内外几何量检测技术的发展及当前气膜孔的测量方法的现状，指出了当前检测方法存在的问题。随后对常见小孔测量方法进行分析，总结了无法开展气膜孔测量的原因。在微小曲面孔测量理论分析的基础上，建立了叶片气膜孔测量系统，叙述了测量原理及实现过程，通过校准试验验证了测量系统技术指标满足测量要求。 在明确了叶片气膜孔测量过程的基础上，以涡轮叶片标准件为对象完成了气膜孔测量试验，通过对大量的试验数据进行分析，表明测量数据的重复性符合测量要求。试验过程中发现测量系统测头复合校正、转台联动测量等方面存在问题，为了进一步优化测量过程，针对这些问题均制定了解决措施，取得了预期的优化效果。 论文最后完成了叶片气膜孔测量不确定度的分析，对测量过程中各个误差影响因素进行量化评估，不确定度评定结果满足测量技术要求，并通过标准样件验证了测量精度符合要求，可以在叶片气膜孔实际测量时应用。 通过本论文中所述的理论研究及现场试验，实现了涡轮叶片气膜孔几何参数的定量测量，测量精度也满足要求，解决了当前工程实践中气膜孔测量存在的问题，并可将测量系统与方法在类似微小曲面孔测量中进行拓展应用。
NETL