[發(fā)明專(zhuān)利]一種數(shù)值模擬優(yōu)化葉片輥軋模具及毛坯設(shè)計(jì)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510824140.5
• 申請(qǐng)日: 2015-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105302995B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜欣;國(guó)振興;張冬梅;張蕾;付一凡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 沈陽(yáng)優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明涉及葉片輥軋制造領(lǐng)域，具體為一種數(shù)值模擬優(yōu)化葉片輥軋模具及毛坯設(shè)計(jì)的方法。首先根據(jù)葉片輥軋毛坯的現(xiàn)場(chǎng)工藝狀態(tài)，通過(guò)Gleeble壓縮試驗(yàn)建立材料本構(gòu)模型，并完成數(shù)值模擬。同時(shí)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輥軋葉片的三維模型、數(shù)值模擬后的輥軋葉片模型和設(shè)計(jì)要求的理論葉片模型的尺寸進(jìn)行對(duì)比分析，優(yōu)化葉片輥軋模具設(shè)計(jì)和毛坯設(shè)計(jì)；根據(jù)葉片輥軋數(shù)值模擬后處理分析優(yōu)化輥軋機(jī)調(diào)試參數(shù)，最終獲得精密輥軋葉片。本發(fā)明減少修模具、輥軋機(jī)的調(diào)試和葉身成形后拋修等工作量，縮短制造周期，提高產(chǎn)品一致性，提升輥軋葉片精密制造能力。本發(fā)明通過(guò)數(shù)值模擬節(jié)省試驗(yàn)件基礎(chǔ)試驗(yàn)費(fèi)用、現(xiàn)場(chǎng)加工及材料等費(fèi)用，同時(shí)提高輥軋葉片的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及葉片輥軋制造領(lǐng)域，具體為一種數(shù)值模擬優(yōu)化葉片輥軋模具及毛坯設(shè)計(jì)的方法。

背景技術(shù)

葉片輥軋制造技術(shù)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片制造領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)，它具有葉片產(chǎn)品精度高、力學(xué)性能優(yōu)良、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。所以，在高壓壓氣機(jī)中小葉片制造領(lǐng)域發(fā)揮著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)材料加工制造業(yè)有著巨大的指導(dǎo)作用，但是在國(guó)內(nèi)將數(shù)值模擬應(yīng)用在冷輥軋技術(shù)上，還在初期探索階段，也鮮有相關(guān)文獻(xiàn)。但它對(duì)葉片輥軋工藝尤其是模具設(shè)計(jì)和毛坯設(shè)計(jì)有著很重要的指導(dǎo)意義，會(huì)有很大的研究發(fā)展空間，使葉片輥軋制造技術(shù)更加成熟。

葉片輥軋制造技術(shù)中的一項(xiàng)核心內(nèi)容是輥軋模具設(shè)計(jì)和毛坯設(shè)計(jì)，但在實(shí)際制造中輥軋模具和毛坯需要反復(fù)修整，修模量很大，且很難保證模具的修復(fù)一致性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)值模擬優(yōu)化葉片輥軋模具及毛坯設(shè)計(jì)的方法，使輥軋模具設(shè)計(jì)和毛坯設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種數(shù)值模擬優(yōu)化葉片輥軋模具及毛坯設(shè)計(jì)的方法，以GH2787合金葉片為載體，用UG軟件三維建模，用DEFORM軟件數(shù)值模擬，具體步驟如下：

1)建立材料本構(gòu)模型

首先需要根據(jù)葉片輥軋毛坯的工藝狀態(tài)設(shè)計(jì)材料本構(gòu)模型的基礎(chǔ)試驗(yàn)方案，再?gòu)拿魅~身處取壓縮試樣，通過(guò)8組不同應(yīng)變速率下的Gleeble壓縮試驗(yàn)，得到相應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)和曲線(xiàn)，最后通過(guò)數(shù)據(jù)插值處理建立材料本構(gòu)模型；

2)葉片輥軋數(shù)值模擬

設(shè)置葉片輥軋數(shù)值模擬前處理模型，在UG軟件中建立葉片輥軋毛坯和輥軋模具的三維模型，導(dǎo)入材料本構(gòu)模型，設(shè)置前處理參數(shù)，定義模具驅(qū)動(dòng)條件，設(shè)置毛坯邊界條件，以及模具和毛坯的對(duì)象間關(guān)系；最后生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件，完成模擬求解；

3)葉片輥軋數(shù)值模擬后處理分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輥軋葉片葉身的三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)建立三維模型，建立設(shè)計(jì)要求的理論葉片模型，并把兩模型與數(shù)值模擬后的輥軋葉片模型以相同坐標(biāo)基準(zhǔn)放置在軟件中進(jìn)行尺寸對(duì)比分析，從而優(yōu)化葉片輥軋模具設(shè)計(jì)和毛坯設(shè)計(jì)；同時(shí)，通過(guò)葉片輥軋數(shù)值模擬后處理分析，優(yōu)化輥軋機(jī)調(diào)試參數(shù)，最終獲得精密輥軋葉片。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：

1、本發(fā)明通過(guò)葉片輥軋數(shù)值模擬，對(duì)比分析現(xiàn)場(chǎng)輥軋葉片的三維模型、數(shù)值模擬后的輥軋葉片模型和設(shè)計(jì)要求的理論葉片模型的尺寸，優(yōu)化葉片輥軋模具設(shè)計(jì)和毛坯設(shè)計(jì)，解決輥軋模具設(shè)計(jì)和毛坯設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度。并且，通過(guò)葉片輥軋數(shù)值模擬后處理分析優(yōu)化輥軋機(jī)調(diào)試參數(shù)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工藝，最終獲得精密輥軋葉片。

2、本發(fā)明應(yīng)用于GH2787合金工作葉片成形工藝的分析中，成功優(yōu)化了GH2787合金葉片輥軋模具設(shè)計(jì)和毛坯設(shè)計(jì)，并為輥軋機(jī)的調(diào)試提供了參考數(shù)據(jù)，最終完成了GH2787合金工作葉片的精密研制。

3、本發(fā)明節(jié)省試驗(yàn)件基礎(chǔ)試驗(yàn)費(fèi)用、現(xiàn)場(chǎng)加工及材料等費(fèi)用，減少修模具、修毛坯、輥軋機(jī)的調(diào)試和葉身成形后拋修等工作的工作量，縮短了研制周期，同時(shí)提高輥軋葉片的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。