烟气轮机是催裂化装置能量回收系统中重要的装备之一。动叶片是该大型旋转机械装备重要的工作元件,长期处于高温、高速以及催化粒子冲击的环境中且承受多种载荷,极易出现损伤甚至断裂等失效问题。而且动叶片的结构比较复杂,呈现空间自由曲面形状。在正向设计过程中存在周期过长且生产成本较高等问题。逆向设计在创新设计中能快速满足多样化需求,缩短设计周期。因此采用逆向设计方法获得烟机动叶片的精确三维模型,对动叶片的结构分析、加工制造及缩短研发时间和降低成本方面具有重要的现实意义。本工作通过逆向设计原理和测量技术构建了精确的叶片三维模型。并对其进行了应力应变和模态分析,进而验证动叶片模型的正确性和逆向重构的可行性。首先对烟气轮机动叶片进行测量的前期工作,并选择恰当的测量方法对动叶片进行点云数据的采集。然后在Geomagic Studio平台中完成动叶片点云数据的预处理。最后在Geomagic design X平台中完成曲面重建,得到动叶片的三维CAD模型,并在Geomagic Control X平台中对重构完的动叶片三维模型进行误差对比分析,验证逆向重建的三维模型是否符合误差要求,作为重构模型的佐证。针对逆向重建的动叶片模型,基于ANSYS Workbench的结构分析环境,通过设置材料特性、划分网格、设置约束条件和载荷后,对重构的动叶片三维模型的应力应变进行分析。结果表明,动叶片在正常受力的情况下,最大应力在动叶片材料的许用应力范围之内,符合实际情况。因此从静力学的角度验证了重建模型的正确性和逆向建模方法的可行性。对重构的动叶片在ANSYS Workbench平台的模态分析环境进行进一步分析,从而获得动叶片前六阶的固有频率和振型。研究重构的动叶片模型的自然模态分布情况,并分析计算高低频激振力的频率,将激振力频率与所得到的固有频率进行对比。分析表明,高频激振力对动叶片的影响并不大,低频激振力的频率与得到的第四阶频率相似,符合实际情况,从动力学的角度证明了重建模型的正确性和逆向建模方法的可行性。