К изделиям авиационной промышленности предъявляются особо жесткие требования: важными характеристиками являются вес, стоимость и, конечно, надежность будущей детали. Для получения наиболее экономичных и легких элементов корпуса используются различные литейные сплавы, которые обладают специфическими физическими и механическими свойствами, а также определенным уровнем обрабатываемости, свариваемости, устойчивости к коррозии и другими важными характеристиками.
ProCAST – программное обеспечение от компании ESI Group для моделирования процессов литья, которое успешно применяется для расчета различных авиационных отливок. Например, таких как: турбинные лопатки, горелки и крыльчатка для турбокомпрессоров. Благодаря программному комплексу ProCAST инженер-технолог имеет возможность полностью смоделировать процесс литья на производстве, выявить дефекты и в дальнейшем оптимизировать технологию для повышения выхода годного изделия.
Для получения точных результатов, моделирование в данном программном решении проводится с учетом всех физических и механических свойств материала отливки. Для снижения процента брака все параметры технологии должны быть тщательно подобраны. Продукты ESI позволяют инженерам протестировать различные варианты технологии и выбрать оптимальные параметры.
Расчет структуры зерна лопатки при направленной
кристаллизации отливки
Помимо стандартных задач расчета макро и микропористости, определения напряженно-деформированного состояния также актуальны расчеты структуры зерна. Слева представлен пример моделирования структуры авиационной лопатки при литье методом направленной кристаллизации. Для этого используется специальный модуль CAFE, при помощи которого пользователь может точно определить форму зерен и направление их роста, что позволяет контролировать структуру отливки. Также CAFE часто применяется при проектировании монокристаллических лопаток.
Для Нижегородского авиастроительного завода «Сокол» специалистами нашей компании был произведен расчет по моделированию отливки сложной крупногабаритной детали. Проблема, связанная с получением такой отливки, заключалась в появлении многочисленных холодных трещин. Поэтому расчет проводился, в первую очередь, с целью определения тепловой картины охлаждения отливки в форме и конечного напряженно-деформированного состояния изделия. Анализ моделирования показал, что система питания отливки жидким металлом разработана качественно: кристаллизация отливки имеет строго направленную структуру и появление усадочных дефектов полностью подавлено. Были выявлены опасные места - зоны с неравномерными толщинами стенок отливки, где происходило возникновение напряжений в результате неравномерного охлаждения, а также места, где имело место сопротивление усадке металла стержнями.