Численное моделирование процесса изготовления отливок деталей газотурбинных двигателей методом точного литья

• Автор: Дубровская, Александра Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Современное состояние проблемы математического моделирования литейных процессов

1.1 Суть исследуемой технологии производства тонкостенных отливок детален ГТД

1.2 Анализ научных публикаций по проблеме математического моделирования литейных

процессов

1.3 Сравнительный анализ пакетов прикладных программ дли моделирования литейных

процессов

1.4 . Выводы но главе

2. Численное моделирование процесса изготовления монокрнсталлнческих образцов

2.1 Описание процесса изготовления моиокрнсталлнчсскнх образцов

2.2 Тсрмомстрнроваинс процесса изготовлении .моиокрнсталлнчсскнх образцов
2.3 Математическая модель процесса производства моиокрнсталлнчсскнх образцов
2.4 Построение дискретной модели объектов, учитываемых при исследовании процесса
направленной кристаллизации монокрнсталлнческих образцов
2.5 Численное исследование процесса изготовления монокрнсталлнческих образцов
2.6 Уточнение козффвцнента теплоотдачи .между отливкой! и формой
2.7 Оптимизация скорости протяжки формы с отливкой в процессе направленной
кристаллизации
2.8 Выводы но главе
3. Математическое моделирование формирования макроструктуры рабочих лопаток турбины низкого давленн
3.1 Построение математической модели формирования макроструктуры отливки
3.2 Построение модели процесса изготовления рабочей лопатки ТНД
3.3 Численное моделирование процессов заливки, кристаллизации и формирования
макроструктуры при изготовлении отливки рабочей лопатки ТНД
3.4 Выводы по главе
4. Прогнозирование на основе математического моделирования возможной усадочной пористости в отливке детали корпуса воздухоочистителя
4.1 Техническая постановка задачи прогнозирования пористости в отливке корпуса
воздухоочистителя
4.2 Математическая постановка задачи прогнозирования усадочной пористости в отливке
4.3 Построение модели процесса изготовления корпуса воздухоочистителя

4.4 Численное моделирование процесса изготовления корпуса воздухоочистителя
4.5 Выбор конструкции ЛПС для отливки корпуса воздухоочистителя
4.6 Выводы по главе
5. Численное моделирование параметров коробления при кристаллизации блока сопловых лопаток
5.1 Техническая постановка задачи прогнозирования короблений отливки
5.2 Математическая постановка задачи прогнозирования короблений в отливке
5.3 Построение дискретной модели процесса изго товления блока сопловых лопаток
5.4 Численное моделирование процесса изготовления блока сопловых лопаток и
прогнозирование коробления при заливке и кристаллизации
5.5 Использование математического моделирования для подбора технологических
параметров производства блока полых сопловых лопаток
5.6 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение
Важнейшей задачей математического моделирования физических процессов является комплексное исследование конкретных аспектов современной машиностроительной продукции и совершенствование экономически эффективных инновационных производственных технологий, позволяющих не только сберечь дорогостоящее сырьевые, энергетические и трудовые ресурсы, но и повысить качество изготавливаемых деталей и минимизировать производственный брак.
Одним из основных критериев оценки качества авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) является его надежность, для обеспечения которой предъявляются все более высокие требования к эксплуатационным характеристикам деталей авиационных двигателей ответственного назначения и, как следствие, к совершенствованию технологических производственных процессов [1]. Наиболее востребованный способ изготовления авиационных деталей ответственного назначения высокого качества - метод точного литья, который позволяет производить отливки сложной конфигурации (в том числе и тонкостенных лопаток) из дорогостоящих жаропрочных сплавов, плохо поддающихся механической обработке, всего за одну операцию, сокращая, таким образом, число технологических переходов.
Процесс изготовления отливок деталей ГТД методом литья по выплавляемым моделям сопровождается сложными многофакторными физическими явлениями. Все весомые преимущества литейного производства могут нивелироваться образованием технологических дефектов, которые препятствуют использованию отливок для высоко нагруженных деталей машин, таких как элементы ГТД, поскольку условия эксплуатации требуют их высоких прочностных качеств и геометрической точности. Таким образом, необходим особый контроль процесса кристаллизации [2].

температура в полости форм (в основном) ниже, чем на поверхности на 2-18°С. Слив металла в форму производился при температуре 1560°С, (замер производился контрольной термопарой в плавильном тигле), однако в форму металл попал в гораздо более холодном состоянии. Наблюдается существенная неравномерность характера распределения температурного поля металла в форме.
Различия в тепловом балансе отдельных участков формы и их удаленность от первоначального места слива металла неизбежно приводят к тому, что изначально металл попадает в различные участки формы с различной температурой. Независимо от первоначальной температуры металла, процесс окончания кристаллизации происходит примерно в одно и тоже время.
«630 581$ 587$ $33$ М95 705$ 741$ 777$ 813$ 849$ 88$$ 921$ 9$7$ 993$ 1029$ 1071$
Рис. 2.3. Распределение температурных полей на поверхности форм