Разработка методов сквозного проектирования литых деталей авиационного назначения
Аннотация
Ключевые слова: инвар, структурная неоднородность, напряженно-деформированное состояние, литые детали, компьютерное моделирование, технологические дефекты, рентгеновская дефектоскопия.
Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью развивать методологию сквозного проектирования литых деталей авиационного назначения с использованием современных систем автоматизированного проектирования, включая компьютерный инженерный анализ. Применение CAE технологий позволяет компаниям снижать себестоимость, предсказывать и учитывать дефекты на стадии проектирования.
Научная новизна выполненной работы обусловлена разработкой метода CAE анализа технологии литья и прочности литых деталей с учетом технологических дефектов, а также верифицированным анализом аналитических расчетов и CAE моделирования при проектирование осесимметричных деталей, сравнением дефектоскопии и CAE моделирования, с целью распознавания литейных дефектов и возможность учитывать данную неоднородность структурных характеристик при дальнейших расчетах на прочность.
Практическая ценность выполненной работы определяется пригодностью разработанной методики сквозного проектирования для проектирования деталей авиационно-го назначения. Возможность учитывать неоднородность структуры материала обеспечит значительный экономический эффект и повысит качество изделий.
Целью магистерской диссертации является исследование стадий проектирования аналитическими, экспериментальными и компьютерными методами. Задачи исследования:
1. Сравнить компьютерное моделирование с экспериментальными методами изучения структуры материалов и с аналитическими расчетами.
2. С помощью двухэтапного (технологического и конструкционного) CAE анализа прочности установить влияние неоднородного распределения структурных характеристик литых деталей авиационного назначения.
3. Провести моделирование литья образцов с технологическими дефектами и с помощью КЭА установить их влияние на прочность образцов.
Магистерская диссертация состоит из введения, трех глав, заключения. Объем работы – 84 страниц, в том числе 40 рисунков, 2 таблицы. Список литературы содержит 19 источников.
Основное содержание работы.
Во введении сформулированы актуальность темы, цель и задачи работы.
В первой главе «Аналитическая обзор» рассмотрены популярные программы для CAE моделирования литья и анализа конструкционной прочности материалов.
Во второй главе «Компьютерное моделирование технологии литья» представлены результаты экспериментального и компьютерного исследований процесса литья. Рассмотрена методика компьютерного моделирования литья в LVMFlow, анализ полученных результатов и подготовка данных для конструкторского анализа прочности.
В третьей главе «Компьютерное моделирование конструкционной прочности» рассмотрен результат сравнения аналитического и компьютерного расчета прочности осесимметричной керамической детали с инварным опорным кольцом. Рассмотрена методика конструкционного анализа прочности с учетом литейных дефектов и проведена параллель с той же моделью, но с однородным распределением структурных характеристик.
Основные результаты работы.
1. Поставлен эксперимент для установления неоднородного распределения структурных характеристик детали. Промоделирован процесс литья той же детали. Произведен анализ результатов эксперимента и результатов моделирования процесса литья данной детали.
2. Произведены аналитический и CAE расчеты прочности осесимметричной детали. Произведен сравнительный анализ результатов.
3. Разработан метод CAE анализа технологии литья и конструкционной прочности с учетом литейных дефектов. Произведен CAE анализ процесса литья и прочности детали с учетом литейных дефектов.
4. Написан код, позволяющий подготовить (форматировать и сортировать) расчетные данные, полученные из LVMFlow, для переноса в ANSYS.
По результатам экспериментального и компьютерного исследования проведённых в данной работе получен комплекс новых данных, важных для решения проблемы повышения качества проектирования.
Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью развивать методологию сквозного проектирования литых деталей авиационного назначения с использованием современных систем автоматизированного проектирования, включая компьютерный инженерный анализ. Применение CAE технологий позволяет компаниям снижать себестоимость, предсказывать и учитывать дефекты на стадии проектирования.
Научная новизна выполненной работы обусловлена разработкой метода CAE анализа технологии литья и прочности литых деталей с учетом технологических дефектов, а также верифицированным анализом аналитических расчетов и CAE моделирования при проектирование осесимметричных деталей, сравнением дефектоскопии и CAE моделирования, с целью распознавания литейных дефектов и возможность учитывать данную неоднородность структурных характеристик при дальнейших расчетах на прочность.
Практическая ценность выполненной работы определяется пригодностью разработанной методики сквозного проектирования для проектирования деталей авиационно-го назначения. Возможность учитывать неоднородность структуры материала обеспечит значительный экономический эффект и повысит качество изделий.
Целью магистерской диссертации является исследование стадий проектирования аналитическими, экспериментальными и компьютерными методами. Задачи исследования:
1. Сравнить компьютерное моделирование с экспериментальными методами изучения структуры материалов и с аналитическими расчетами.
2. С помощью двухэтапного (технологического и конструкционного) CAE анализа прочности установить влияние неоднородного распределения структурных характеристик литых деталей авиационного назначения.
3. Провести моделирование литья образцов с технологическими дефектами и с помощью КЭА установить их влияние на прочность образцов.
Магистерская диссертация состоит из введения, трех глав, заключения. Объем работы – 84 страниц, в том числе 40 рисунков, 2 таблицы. Список литературы содержит 19 источников.
Основное содержание работы.
Во введении сформулированы актуальность темы, цель и задачи работы.
В первой главе «Аналитическая обзор» рассмотрены популярные программы для CAE моделирования литья и анализа конструкционной прочности материалов.
Во второй главе «Компьютерное моделирование технологии литья» представлены результаты экспериментального и компьютерного исследований процесса литья. Рассмотрена методика компьютерного моделирования литья в LVMFlow, анализ полученных результатов и подготовка данных для конструкторского анализа прочности.
В третьей главе «Компьютерное моделирование конструкционной прочности» рассмотрен результат сравнения аналитического и компьютерного расчета прочности осесимметричной керамической детали с инварным опорным кольцом. Рассмотрена методика конструкционного анализа прочности с учетом литейных дефектов и проведена параллель с той же моделью, но с однородным распределением структурных характеристик.
Основные результаты работы.
1. Поставлен эксперимент для установления неоднородного распределения структурных характеристик детали. Промоделирован процесс литья той же детали. Произведен анализ результатов эксперимента и результатов моделирования процесса литья данной детали.
2. Произведены аналитический и CAE расчеты прочности осесимметричной детали. Произведен сравнительный анализ результатов.
3. Разработан метод CAE анализа технологии литья и конструкционной прочности с учетом литейных дефектов. Произведен CAE анализ процесса литья и прочности детали с учетом литейных дефектов.
4. Написан код, позволяющий подготовить (форматировать и сортировать) расчетные данные, полученные из LVMFlow, для переноса в ANSYS.
По результатам экспериментального и компьютерного исследования проведённых в данной работе получен комплекс новых данных, важных для решения проблемы повышения качества проектирования.