3D掃描完美配合仿真模擬發動機燃燒室分析

        有限元分析

數值模擬是計算機根據特定的數學模型運行計算，從而模擬實際的物理過程的研究方法，是復雜物理問題和工程問題的分析工具。*的數值模擬技術綜合機械、力學、材料、計算機、物理等多個學科，是實現裝備創新設計和研發的重要手段。數值模擬中常見的兩種應用分別為有限元分析和計算流體動力學。

有限元分析利用數學近似的方法對真實物理系統（幾何和載荷工況）進行模擬。

計算流體力學使用數值分析方法在計算機中對流體力學的控制方程進行求解，從而可預測流場的流動。

南航數字分析中心科技*的三維測量技術可為有限元分析（FEA），計算流體動力學（CFD）等方法提供可靠精準的三維數據支持，協助制造商解決復雜的制造難題。D

3D掃描完美配合仿真模擬—發動機燃燒室CFD分析

CFD全稱計算流體動力學，是利用數值分析和數據結構來分析和解決流體流動相關問題的技術。計算機用于執行模擬液體和氣體與邊界條件所定義表面的相互作用所需的計算。

三維測量能為CFD分析提供高度精準的結構三維數據，為CFD分析帶來*的便利。關鍵問題 | 此次掃描對象是什么？

發動機汽缸蓋，汽缸蓋表面部分精加工，通過三個鑄造孔定位。

為何需要測量汽缸蓋的三維數據？

在汽缸蓋制造過程中，客戶發現燃燒室內部結構發生改變，希望通過三維檢測的方式得到汽缸蓋結構變化的大小，并對其變化后的結構進行仿真模擬。

汽缸蓋原先的三維測量方式是什么？存在什么問題？

游標卡尺；

這種測量方式顯而易見存在很多問題：

1、汽缸蓋結構復雜，表面曲面和凹凸較多，接觸式和拍照式測量方式難以檢測部分部位，效率低；

2、重點檢測部位細節非常細小，需要*的分辨率，普通的三維掃描儀難以實現高細節度測量，費力費時；

寧瑞計量針對這些難點提供的解決方案?

采用雙色激光PRINCE775三維掃描儀，可根據細節度需求調整掃描儀的分辨率，既能保證測量的高效便捷，又能獲取普通手持式三維掃描儀難以獲取的工件表面細小特征。

PRINCE與眾不同的優勢體現在哪些方面？

1、藍光模式下120fps高分辨率相機保證獲取高細節數據；

2、掃描模式、分辨率皆可快速調節，從而控制文件數據量大小，同時滿足測量速度和細節度的要求；

3、單束激光掃描模式保證深孔死角也能獲取三維數據。

客戶：某發動機生產公司

掃描對象：發動機汽缸蓋

掃描設備：PRINCE手持式三維掃描儀

目的：用于尺寸分析和仿真模擬。隨著汽車工業的飛速發展，各種自動化高科技生產方式也在不斷的引入其生產過程，但汽車零部件的三維檢測一直以來都較為棘手，由于各種零部件大小差異大、結構復雜、關鍵部位多，依靠三坐標測量機只能檢測出有限部位的三維數據，非接觸式激光三維掃描技術克服傳統測量模式的缺點，越來越受汽車制造商的青睞。某發動機生產公司就向思看尋求發動機汽缸蓋三維測量的解決方案。

該客戶在汽缸蓋的生產過程中發現其氣缸蓋的結構發生變動，需要對其進行整體檢測，并對燃燒室部位重點掃描從而進行仿真模擬。由于發動機缸蓋的結構復雜，對細節度要求非常高，普通的三維測量方式難以滿足客戶要求，因此寧瑞計量為其提供具備*細節度的PRINCE來解決汽缸蓋的檢測問題。

解決方案

經過深入了解客戶需求后，寧瑞計量為采用PRINCE775對工件進行掃描，首先將工件表面快速貼上反光標記點，對細節度要求不高的部位采用紅光模式快速獲取三維數據，對燃燒室等重點部位采用藍光模式進行精掃。將數據進行采樣和網格化處理后，導入相應的數模進行檢測分析。

掃描對象

發動機汽缸蓋

發動機氣缸3D掃描

三維掃描結果

三維stl數據

藍光掃描細節展示

檢測比對結果

2D偏差比對

三維掃描工作時間

貼標記點用時2分鐘

掃描時間10分鐘

數據后處理10分鐘

共計22分鐘

PRINCE藍光三維掃描精度可以達到0.03mm，分辨率高達0.02mm，*可以復雜零件的細節特征掃描需求。PRINCE對精密物件快速的高精度還原能力，無論對象是大是小，PRINCE系列的紅藍光兩種模式可以協助應對，即使比硬幣紋路還小的細節，PRINCE依舊可以獲取高精準的三維數據，為零件制造商檢測各種大小的零部件帶來*的便利。

應用案例展示

逆向/對比產品展示