叶轮智能制造解决方案 | 设计与工程选项
方案咨询

a) 模拟仿真软件

b) 安全性分析模块
航空发动机叶片在高速运转状态下,鸟体撞击会造成非常严重的损伤。从损伤形式上来说,主要包括鸟体与多个叶片连续碰撞,导致的叶片产生大变形、甚至断裂,以及叶片断裂后转子的不平衡转动。而叶片在断裂后,其主体碎片会撞击机匣。断裂的叶片在高速运转状态下,会沿着切线方向飞出,并与周围叶片发生碰撞,导致周围叶片不同程度的损伤,残余叶片会以高速撞击机匣,对机匣造成侵彻损伤。由此看来,叶片抗鸟撞设计及机匣的包容性设计为设计者提出严峻考验。
鸟撞分析可以模拟飞鸟与叶片相撞瞬间,叶片变形,断裂的发生过程。

包容性分析可以得到叶片与机匣的整个碰撞过程,可以得到叶片的运动轨迹,对机匣的冲击力,以及二次碰撞断裂情况。可以计算得到机匣在叶片的冲击下,应力应变的大小以及失效的情况。

c) 振动分析模块
叶片的安全可靠性直接影响机组的运行安全。目前已知的叶片断裂事故大多数是由于叶片振动所致,主要原因是叶片工作时受到汽流激振力作用,产生受迫振动,由此产生相当大的动应力,使叶片疲劳损坏。
海克斯康拥有针对叶片模态及动响应计算的独特算法与模型,精确地计算叶片的静态和动态应力状况。

d) 热处理仿真模块
该模块提供了专业的热处理工艺仿真分析平台,用户可以在软件中实现高度逼真的仿真环境,能够实现常见的热处理工艺,包括:随炉加热、冷却、正火、回火、退火、淬火、感应加热、感应淬火、渗碳以及用户自定义的热处理工艺曲线等工艺进行仿真分析。
软件中预置了常用介质,包括常用的水、空气、油以及常用淬火油介质等,可以灵活组合热处理工艺过程中的时间、温度和热转换系数,并可以为全局和局部加热、冷却过程进行定义。可以通过定义一个热处理工艺曲线实现整个热处理过程分析,比如热处理过程包括:加热、保温、运输、冷却、暂停、再加热、保温、运输、淬火等,轻松实现模拟一个连续的工艺过程。
同时,该模块配置了专业的材料库,为热处理分析提供充足的可选择的材料数据,另外,材料库还支持外部数据导入以及用户自定义材料性能参数等,以便更精确的预测组件属性;避免淬火裂纹;优化热处理工艺过程,提高工艺稳定性和质量,减少缺陷部件,大幅缩短了开发时间。软件热处理界面采用与实际热处理控制界面一致的界面,极易人机交互,方便用户快速使用,即使没有有限元基础也可以轻松上手。内置多语言,方便用户切换使用。
模块主要功能和特点:

1.热处理工艺类型

2.热处理工艺链仿真
热处理工艺可和前面成形工序配合进行连续分析。比如对工件先进行加热分析,再进行成形分析,再进行冷却分析,然后再进行热处理工艺路线处理分析,可以充分考虑到各个工序的残余应力、变形、温度等结果的变化,对各个工序单独分析和连续分析。在热处理分析中还可以包含工具工装,同时考虑工具/工装对于部件温度的影响,从而准确预测实际热处理后部件的组织和机械性能等。

3.友好的用户界面

4.预置介质传热参数
介质的传热系数表征了不同温度下的传热系数,充分考虑到热处理过程中不同温度下的情况,能够保证求解的精确性。

5.考虑全面的热传
考虑多种类型的热分析边界条件:环境温度、初始温度、与环境之间的热传导、近表面对流、表面辐射、夹具与工件之间的热传等。每个夹具与工件作用时间可以精确控制,考虑真实的热处理环境。能够精确预测热处理变形、热处理相变、温度场分布、残余应力分布等。

6.材料数据详细
拥有专业的材料库,尤其热处理分析材料参数中充分考虑了材料的电磁属性,用于进行感应加热的计算,通过真实输入线圈电流、频率、截面积等来计算工件切割磁场而产生热。材料的电阻率与电导率对应的有不同温度的数据,数据比较全面能够保证求解的更加精确。

钢铁材料相变模型包括CCT与TTT模型,根据热处理工艺特点选择基于哪种模型进行热处理相变分析,可以计算出不同相体积分数分布,总体相的分布,相变过程中的温度变化、应力变化、硬度变化等。
支持多种类型的渗碳工艺过程仿真: 粉末渗碳、盐浴渗碳以及气体和低压渗碳,将对应不同的渗碳速度。

热处理能够有效改善材料的性能,例如:硬度、韧度、强度。该模块可以在热处理仿真过程中模拟相变,计算热处理结束时相的组成(奥氏体、铁素体、贝氏体、珠光体、马氏体),相变计算基于TTT或CCT曲线,除了相成分预测外,还提供对硬度、名义应力(proof stress)、抗拉强度的预测。

7.残余应力、温度、最终形状、组织的准确预测
由于热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的微观组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。同时由于相变等带来的变形分布不均,通过本软件模块可以精确预测热处理后变形,为工艺参数设定提供前期指导。

模拟热处理过程的目标是控制热处理后变形,增强材料表面性能。如果热处理后残余应力较小,载荷循环结束后裂纹出现的更少,就能够增加部件的寿命。利用本软件,可以通过优化工艺来减少热处理后残余应力。

联系我们
海克斯康测量技术(青岛)有限公司