01
叶片损伤概述
叶片在风力发电/航空发动机中的重要性，常见损伤类型（裂纹、腐蚀、雷击、疲劳断裂），损伤检测的意义与挑战。
基础概念
02
三维建模基础
点云数据概念、三维坐标系（世界坐标系、局部坐标系）、网格模型（STL/OBJ格式）介绍。
理论坐标系
03
三维扫描技术
接触式扫描（三坐标测量机）、非接触式扫描（激光扫描、结构光扫描）的原理与对比。
设备原理
04
点云预处理
点云去噪（统计滤波、半径滤波）、点云下采样（体素滤波）、点云配准（ICP算法）。
算法滤波
05
叶片三维重建
从点云到网格（泊松重建、贪婪投影三角化）、曲面拟合与光顺处理。
重建网格
06
损伤特征提取
基于曲率变化的损伤区域分割、基于深度学习的损伤识别（CNN、PointNet++）。
深度学习分割
07
裂纹三维建模
裂纹的几何参数（长度、宽度、深度、方向角）、裂纹的三维形态参数化建模。
裂纹参数化
08
腐蚀损伤建模
腐蚀坑的统计分布（Weibull分布）、腐蚀深度与面积的三维表征。
腐蚀统计
09
雷击损伤建模
雷击点烧蚀区域建模、热影响区（HAZ）的三维形态模拟。
雷击热影响
10
疲劳断裂建模
疲劳裂纹扩展路径模拟（Paris公式）、断口形貌的三维重构。
疲劳断裂
11
损伤定量指标
损伤体积、损伤面积、最大深度、损伤密度等量化参数的定义与计算。
量化指标
12
基于网格的损伤量化
网格顶点位移分析、网格变形能计算、局部厚度变化测量。
网格变形
13
基于体素的损伤量化
体素化方法、损伤区域体素计数、体素灰度值统计分析。
体素统计
14
损伤对比分析
健康叶片与损伤叶片的偏差分析（Cloud-to-Cloud距离、Hausdorff距离）。
对比距离
15
有限元前处理
损伤叶片网格划分（四面体/六面体）、材料属性赋予、边界条件设置。
有限元前处理
16
静力学分析
损伤叶片的应力分布、应力集中系数计算、剩余强度评估。
静力学强度
17
模态分析
损伤对叶片固有频率和振型的影响、损伤位置识别（基于频率变化）。
模态频率
18
疲劳寿命预测
基于S-N曲线的疲劳寿命评估、损伤容限分析。
疲劳寿命
19
Python编程基础
NumPy数组操作、Pandas数据处理、Matplotlib/Plotly三维可视化。
Python可视化
20
Open3D库入门
点云读取与可视化、法向量估计、点云分割与聚类。
Open3D点云
21
VTK库应用
三维网格渲染、等值面提取、切片分析。
VTK渲染
22
损伤自动检测算法
基于阈值的损伤分割、区域生长算法、形态学操作。
检测算法
23
机器学习在损伤分类中的应用
支持向量机（SVM）、随机森林、特征工程。
机器学习分类
24
深度学习模型
卷积神经网络（CNN）用于损伤图像分类、PointNet用于点云分割。
CNNPointNet
25
数字孪生基础
叶片数字孪生框架、实时数据映射、损伤演化模拟。
数字孪生模拟
26
案例实战1：风力发电机叶片裂纹
风力发电机叶片裂纹检测与三维建模（从扫描到量化全流程）。
实战风电
27
案例实战2：航空发动机雷击
航空发动机叶片雷击损伤评估与剩余寿命预测。
实战航空
28
案例实战3：腐蚀疲劳对比
腐蚀叶片疲劳试验数据与仿真对比分析。
实战腐蚀
29
报告生成
损伤分析报告模板、三维标注与注释、结果可视化输出。
报告可视化
30
课程总结与展望
当前技术瓶颈、未来趋势（AI+数字孪生、原位检测）。
总结趋势