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    解決方案Solutions

    設計與工程

    面臨的挑戰:
    來自??怂箍档慕鉀Q方案:
    設計與工程選項
    a)模擬仿真軟件

    b)安全性分析模塊
    航空發動機葉片在高速運轉狀態下,鳥體撞擊會造成非常嚴重的損傷。從損傷形式上來說,主要包括鳥體與多個葉片連續碰撞,導致的葉片產生大變形、甚至斷裂,以及葉片斷裂后轉子的不平衡轉動。而葉片在斷裂后,其主體碎片會撞擊機匣。斷裂的葉片在高速運轉狀態下,會沿著切線方向飛出,并與周圍葉片發生碰撞,導致周圍葉片不同程度的損傷,殘余葉片會以高速撞擊機匣,對機匣造成侵徹損傷。由此看來,葉片抗鳥撞設計及機匣的包容性設計為設計者提出嚴峻考驗。

    c)振動分析模塊
    葉片的安全可靠性直接影響機組的運行安全。目前已知的葉片斷裂事故大多數是由于葉片振動所致,主要原因是葉片工作時受到汽流激振力作用,產生受迫振動,由此產生相當大的動應力,使葉片疲勞損壞。

    ??怂箍祿碛嗅槍θ~片模態及動響應計算的獨特算法與模型,精確地計算葉片的靜態和動態應力狀況。

    自由葉片,常溫下前十階固有模態:

    ? 熱處理仿真模塊

    該模塊提供了專業的熱處理工藝仿真分析平臺,用戶可以在軟件中實現高度逼真的仿真環境,能夠實現常見的熱處理工藝,包括:隨爐加熱、冷卻、正火、回火、退火、淬火、感應加熱、感應淬火、滲碳以及用戶自定義的熱處理工藝曲線等工藝進行仿真分析。

    軟件中預置了常用介質,包括常用的水、空氣、油以及常用淬火油介質等,可以靈活組合熱處理工藝過程中的時間、溫度和熱轉換系數,并可以為全局和局部加熱、冷卻過程進行定義??梢酝ㄟ^定義一個熱處理工藝曲線實現整個熱處理過程分析,比如熱處理過程包括:加熱、保溫、運輸、冷卻、暫停、再加熱、保溫、運輸、淬火等,輕松實現模擬一個連續的工藝過程。

    同時,該模塊配置了專業的材料庫,為熱處理分析提供充足的可選擇的材料數據,另外,材料庫還支持外部數據導入以及用戶自定義材料性能參數等,以便更精確的預測組件屬性;避免淬火裂紋;優化熱處理工藝過程,提高工藝穩定性和質量,減少缺陷部件,大幅縮短了開發時間。軟件熱處理界面采用與實際熱處理控制界面一致的界面,極易人機交互,方便用戶快速使用,即使沒有有限元基礎也可以輕松上手。內置多語言,方便用戶切換使用。

    模塊主要功能和特點:
    1.熱處理工藝類型
    2.熱處理工藝鏈仿真
    熱處理工藝可和前面成形工序配合進行連續分析。比如對工件先進行加熱分析,再進行成形分析,再進行冷卻分析,然后再進行熱處理工藝路線處理分析,可以充分考慮到各個工序的殘余應力、變形、溫度等結果的變化,對各個工序單獨分析和連續分析。在熱處理分析中還可以包含工具工裝,同時考慮工具/工裝對于部件溫度的影響,從而準確預測實際熱處理后部件的組織和機械性能等。
    3.友好的用戶界面
    4.預置介質傳熱參數
    介質的傳熱系數表征了不同溫度下的傳熱系數,充分考慮到熱處理過程中不同溫度下的情況,能夠保證求解的精確性。
    5.考慮全面的熱傳
    考慮多種類型的熱分析邊界條件:環境溫度、初始溫度、與環境之間的熱傳導、近表面對流、表面輻射、夾具與工件之間的熱傳等。每個夾具與工件作用時間可以精確控制,考慮真實的熱處理環境。能夠精確預測熱處理變形、熱處理相變、溫度場分布、殘余應力分布等。
    6.材料數據庫
    擁有專業的材料庫,尤其熱處理分析材料參數中充分考慮了材料的電磁屬性,用于進行感應加熱的計算,通過真實輸入線圈電流、頻率、截面積等來計算工件切割磁場而產生熱。材料的電阻率與電導率對應的有不同溫度的數據,數據比較全面能夠保證求解的更加精確。
    7.殘余應力、溫度、最終形狀、組織的準確預測
    由于熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分,而是通過改變工件內部的微觀組織,或改變工件表面的化學成分,賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量,而這一般不是肉眼所能看到的。同時由于相變等帶來的變形分布不均,通過本軟件模塊可以精確預測熱處理后變形,為工藝參數設定提供前期指導。


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