锻件成型 · 2023年6月8日 0

飞机锻件的设计模拟过程是怎样的?

飞机锻件设计模拟过程主要包括锻造工艺仿真、CAE有限元分析和疲劳寿命预测,以确保锻件的质量和性能。下面是这些流程的详细说明:

  1. 锻造工艺仿真:通过模拟锻造过程,以获取真实的金属变形与位移、应力分布等压实媒介的堆砌压实方式的信息。目的是为了优化锻造工艺、减少材料浪费、保证锻件的尺寸精度和组织均匀性。 主要的工具是DEFORM Softwar。对于复杂零件例如航空发动机前缘或高速飞行器中支持结构,很大的变形量将导致级联效应,使得工艺分析更加复杂。
  2. CAE有限元分析:有限元方法通常用来计算锻件在实际使用情况下的应力、变形和疲劳寿命等参数,是模拟和评估设计方案的主要工具。此类工作一般使用商用软件例如ANSYS和ABAQUS,通过与实测值和规范标准的比较来确保航空航天锻件的性能和可靠性。比如由于引起锻件损伤破坏机械行为和瞬态,需要分析航空发动机诸如气流、气压、因此加载边界条件考虑非线性因素,这可很好地表现许多工况性能。
  3. 疲劳寿命预测:针对锻件在实际使用过程中所经历的高温、高压力、振动等多种因素,结合实际操作场景,建立运用加载谱的局部计算模拟或使用局部初始公元归纳结果的应变-寿命模型,以预测锻件的疲劳寿命。这种方法不仅可以指导锻造工艺选择和优化过程,还可以更好地实现航空器零部件的重量最小化设计和材料选择。

在实际生产中,这些设计模拟流程一般采用多个软件平台进行协同完成并通过确保工艺质量和性能来有效的控制生产成本。例如,在航空发动机锻件生产过程中,锻造工艺仿真通常使用DEFORM软件完成,有限元分析则使用ANSYS或ABAQUS,而疲劳寿命预测主要依据客户需要选择相关计算模拟软件,来评估设计方案的有效性。通过在生产过程中严格执行这些模拟设计步骤可大大提高锻件的可靠性和安全性。