一种双性能整体叶盘铸造成形的仿真方法技术

本发明专利技术属于铸造成型模拟技术领域，具体涉及一种双性能整体叶盘铸造成形的仿真方法。所述方法具体包括以下步骤：S1）利用UG建模，得到最终三维模型，建模完成后，将三维实体模型以parasolid格式导出；S2）将S1）导出的parasolid格式导入到铸造模拟软件的模型中，依次进行模型检查与网格划分,得到网格文件；S3）根据S2）得到网格文件定义整体叶盘铸造模拟边界条件，在叶片周围布置冷却环，使其满足预设界面换热系数阈值，最终得到双性能整体叶盘的模拟结果，根据模拟结果进行双性能整体叶盘铸造。本发明专利技术的方法通过三维建模模拟在叶片周围布置冷却环，通过控制叶片部分冷却过程中的热交换使叶片实现定向凝固，从而得到柱状晶。

【技术实现步骤摘要】
一种双性能整体叶盘铸造成形的仿真方法
本专利技术涉及仿真模拟
，特别是一种双性能整体叶盘铸造成形的仿真方法。
技术介绍
航空用发动机涡轮叶片工作时，其纵向是主要承载方向，横向晶界存在高应力，所以等轴晶铸造涡轮叶片失效主要是由于垂直于主应力的横向晶界开裂引起。铸造等轴晶叶片各个方向上晶粒位向随机，而且往往不是最优取向。定向凝固柱晶消除了横向晶界，整体叶盘组织性能具有明显方向性，在特定方向上力学性能优异。精铸整体叶盘主要应用于直升机和起动机等小型发动机上[1汤鑫,曹腊梅,盖其东,李爱兰,张勇,刘发信.高温合金双性能整体叶盘铸造技术[J].航空材料学报,2006(03):93-98.]，根据服役环境要求，叶盘叶片应具有良好的高温抗氧化性、耐腐蚀和具有较高强度，还应有较好的高温持久和蠕变性能、机械疲劳和热疲劳性能及一定的塑性与冲击韧性。叶片部分是定向柱晶结构能满足生产需求，发挥材料潜力。铸造得到的整体叶盘轮盘晶粒粗大，达不到强度要求，而且定向凝固工艺制得的叶盘叶片容易出现杂晶或有热裂倾向。为了解决现有铸造问题，必须优化现有生产工艺，得到叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双性能整体叶盘铸造成形的仿真方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：/nS1)利用UG建模，得到最终三维模型，建模完成后，将得到的最终三维模型的实体模型以parasolid格式导出；/nS2)将S1)导出的parasolid格式导入到铸造模拟软件的模型中，依次进行模型检查与网格划分,得到网格文件；/nS3)根据S2)得到网格文件定义整体叶盘铸造模拟过程中的初始条件与边界条件，模拟确认缺陷分布，在整体叶盘的叶片周围布置冷却环，使其满足预设界面换热系数阈值，最终得到双性能整体叶盘的模拟结果，根据模拟结果进行铸造双性能整体叶盘。/n

【技术特征摘要】
1.一种双性能整体叶盘铸造成形的仿真方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
S1)利用UG建模，得到最终三维模型，建模完成后，将得到的最终三维模型的实体模型以parasolid格式导出；
S2)将S1)导出的parasolid格式导入到铸造模拟软件的模型中，依次进行模型检查与网格划分,得到网格文件；
S3)根据S2)得到网格文件定义整体叶盘铸造模拟过程中的初始条件与边界条件，模拟确认缺陷分布，在整体叶盘的叶片周围布置冷却环，使其满足预设界面换热系数阈值，最终得到双性能整体叶盘的模拟结果，根据模拟结果进行铸造双性能整体叶盘。


2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述S1)中最终三维模型包括整体叶盘、浇注系统与提供真空环境的扣箱的模型数据。


3.根据权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述S2)的步骤为：
所述S2)中的网格划分时单元长度的依照能够显示模型主要特征，并选择可计算复杂结构的四面体单元，单元长度为0.1～4mm。


4.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述S3)的具体步骤为：
S3.1)定义整体叶盘铸造模拟过程中的初始条件与边界条件；
S3.2)通过铸造模拟软件对整体叶盘进行模拟，观察整体叶盘凝固完成后的缺陷分布，调整冒口高度与整体叶盘高度比例为1:1～1:1.5；
S3.3)分析整体叶盘模拟过程的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志浩，刘梦飞，盖其东，董建新，
申请(专利权)人：北京科技大学，中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11