大型空腔叶片作为舰船动力系统中过流的关键部件,其精度和性能的要求标准较高,为了消除内应力和改善金属材料的性能,对铸造得到的大型空腔叶片进行热处理工艺。由于叶片含有极为复杂的复合型面,并且具有内空腔、大曲率及长翼型的独特结构,在进行热处理工艺时产生一定程度的变形,影响大型空腔叶片的使用性能。因此,大型空腔叶片热处理前后的数字化测量及评定过程有着重要的实际意义。本文以热处理前后的大型空腔叶片为对象,研究涉及了数字化测量及评定中若干技术内容如下:数字化测量方面,分析大型空腔叶片的几何外形特征,对比常用的数字化测量方法特点和原理,确定大型空腔叶片的数字化测量方法,采取基于多个基准点位置转换测量原理的三维激光扫描测量方法,获取热处理前后叶片的测量数据。测量数据处理方面,主要研究点云数据去除噪声点及精简方法,根据大型空腔叶片测量数据的特点,提出一种基于空间单元格法的快速K-邻域搜索噪声点方法;对比分析常用数据精简算法的特点,提出基于曲率采样法和包围盒法相结合的混合方法对测量数据进行精简,并验证了该方法的有效性。模型重构方面,根据测量数据特点,提出了一种基于边缘和基于平滑度的欧式聚类算法联合使用的混合分割方法,对热处理后叶片的点云数据进行分割,将复杂曲面的拟合问题转化为单一曲面拟合,降低曲面拟合的难度;并研究了曲线、曲面的拟合造型及其光顺方法,重构了热处理后大型空腔叶片的三维数字化模型。基准匹配及评定方面,采用最小二乘法评定分析热处理后重构的叶片模型精度;对比分析几种常用的基准匹配算法,提出一种初始匹配和精确匹配联合使用的方法,完成大型空腔叶片热处理前点云数据与热处理后重构模型的基准匹配,并采取逼近算法对叶片的热处理变形进行评定,评定分析结果为大型空腔叶片热处理夹具的设计提供了可靠的依据。通过分析研究大型空腔叶片热处理前后的数字化测量及评定,获得热处理前后叶片的整体变形趋势及局部变形量,研究分析的结果可以作为大型空腔叶片的质量控制、模具优化设计和提高生产效率的参考依据,具有一定的实际应用价值。