面臨的挑戰:
來自海克斯康的解決方案:
a) 模擬仿真軟件
b) 安全性分析模塊
航空發(fa)動機葉(xie)(xie)片在高(gao)速(su)運轉(zhuan)狀態(tai)下(xia),鳥(niao)體(ti)撞(zhuang)擊(ji)會造成非常嚴重的(de)損傷(shang)。從損傷(shang)形(xing)式上來說,主要包(bao)括鳥(niao)體(ti)與多(duo)個(ge)葉(xie)(xie)片連續(xu)碰(peng)撞(zhuang),導致的(de)葉(xie)(xie)片產生大變(bian)形(xing)、甚至斷(duan)裂,以及葉(xie)(xie)片斷(duan)裂后(hou)轉(zhuan)子(zi)的(de)不平衡轉(zhuan)動。而葉(xie)(xie)片在斷(duan)裂后(hou),其(qi)主體(ti)碎片會撞(zhuang)擊(ji)機匣(xia)(xia)。斷(duan)裂的(de)葉(xie)(xie)片在高(gao)速(su)運轉(zhuan)狀態(tai)下(xia),會沿著切(qie)線方向飛出,并與周(zhou)圍葉(xie)(xie)片發(fa)生碰(peng)撞(zhuang),導致周(zhou)圍葉(xie)(xie)片不同程(cheng)度的(de)損傷(shang),殘余葉(xie)(xie)片會以高(gao)速(su)撞(zhuang)擊(ji)機匣(xia)(xia),對機匣(xia)(xia)造成侵徹損傷(shang)。由此看來,葉(xie)(xie)片抗(kang)鳥(niao)撞(zhuang)設(she)計(ji)及機匣(xia)(xia)的(de)包(bao)容(rong)性設(she)計(ji)為設(she)計(ji)者提出嚴峻考驗。
鳥(niao)撞(zhuang)(zhuang)分析可(ke)以(yi)模(mo)擬(ni)飛鳥(niao)與葉(xie)片相撞(zhuang)(zhuang)瞬間,葉(xie)片變形,斷裂的(de)發生過程。

包容性分(fen)析可以(yi)得(de)到(dao)葉(xie)片與機匣的(de)(de)整個(ge)碰撞過程,可以(yi)得(de)到(dao)葉(xie)片的(de)(de)運動軌(gui)跡(ji),對(dui)機匣的(de)(de)沖擊力,以(yi)及二次碰撞斷裂情(qing)況。可以(yi)計算得(de)到(dao)機匣在葉(xie)片的(de)(de)沖擊下,應力應變的(de)(de)大小以(yi)及失效的(de)(de)情(qing)況。

c) 振動分析模塊
葉(xie)(xie)片(pian)(pian)的安全(quan)可靠性直接(jie)影響機組(zu)的運行安全(quan)。目前已知的葉(xie)(xie)片(pian)(pian)斷裂事故大(da)(da)多數是由于葉(xie)(xie)片(pian)(pian)振(zhen)動所致,主要原因是葉(xie)(xie)片(pian)(pian)工作時受(shou)到汽(qi)流(liu)激振(zhen)力(li)作用(yong),產生(sheng)受(shou)迫振(zhen)動,由此產生(sheng)相(xiang)當(dang)大(da)(da)的動應力(li),使葉(xie)(xie)片(pian)(pian)疲(pi)勞損壞。
海克(ke)斯康(kang)擁有針對葉片(pian)模(mo)態及動響應計(ji)算(suan)的(de)獨特算(suan)法與(yu)模(mo)型,精確地計(ji)算(suan)葉片(pian)的(de)靜態和(he)動態應力狀況(kuang)。

d) 熱處理仿真模塊
該模塊提供了專業的(de)熱(re)處(chu)理工藝仿(fang)(fang)真(zhen)分析(xi)平臺,用(yong)戶(hu)可以在(zai)軟件(jian)中實現高度逼真(zhen)的(de)仿(fang)(fang)真(zhen)環境,能夠實現常見的(de)熱(re)處(chu)理工藝,包括:隨爐加(jia)熱(re)、冷卻、正(zheng)火、回火、退火、淬火、感應(ying)加(jia)熱(re)、感應(ying)淬火、滲碳以及(ji)用(yong)戶(hu)自(zi)定義的(de)熱(re)處(chu)理工藝曲(qu)線等工藝進行仿(fang)(fang)真(zhen)分析(xi)。
軟件中預置了(le)常用介(jie)質,包括(kuo)常用的水、空氣(qi)、油以及常用淬火油介(jie)質等,可以靈活組合熱(re)(re)處(chu)理(li)工(gong)(gong)藝(yi)過(guo)程中的時間、溫(wen)度(du)和(he)熱(re)(re)轉換系數(shu),并可以為(wei)全局(ju)和(he)局(ju)部加(jia)熱(re)(re)、冷卻過(guo)程進行定(ding)義。可以通過(guo)定(ding)義一(yi)個(ge)熱(re)(re)處(chu)理(li)工(gong)(gong)藝(yi)曲線實現整個(ge)熱(re)(re)處(chu)理(li)過(guo)程分(fen)析,比如熱(re)(re)處(chu)理(li)過(guo)程包括(kuo):加(jia)熱(re)(re)、保溫(wen)、運輸、冷卻、暫停、再加(jia)熱(re)(re)、保溫(wen)、運輸、淬火等,輕松(song)實現模擬一(yi)個(ge)連續(xu)的工(gong)(gong)藝(yi)過(guo)程。
同時(shi)(shi),該模塊配置(zhi)(zhi)了專業(ye)的(de)材料(liao)(liao)庫,為熱處理(li)(li)分析(xi)提供充(chong)足(zu)的(de)可選(xuan)擇(ze)的(de)材料(liao)(liao)數(shu)據,另外(wai),材料(liao)(liao)庫還支(zhi)持外(wai)部(bu)數(shu)據導入以及用(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)自定義材料(liao)(liao)性能參數(shu)等,以便(bian)更精確的(de)預測組件(jian)屬性;避免淬火裂紋;優化(hua)熱處理(li)(li)工藝(yi)過程(cheng),提高(gao)工藝(yi)穩(wen)定性和質量(liang),減少(shao)缺陷(xian)部(bu)件(jian),大幅縮短(duan)了開發時(shi)(shi)間。軟件(jian)熱處理(li)(li)界面采用(yong)(yong)(yong)與實際(ji)熱處理(li)(li)控(kong)制界面一致(zhi)的(de)界面,極(ji)易(yi)人機交互(hu),方(fang)便(bian)用(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)快速使(shi)用(yong)(yong)(yong),即使(shi)沒(mei)有有限元(yuan)基礎也可以輕松上(shang)手。內置(zhi)(zhi)多語言,方(fang)便(bian)用(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)切換使(shi)用(yong)(yong)(yong)。
模塊主要功能(neng)和特點:
1.熱處理工藝類型
2.熱處理工藝鏈仿真
熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)藝可(ke)(ke)和(he)前面(mian)成(cheng)形工(gong)序配合進(jin)(jin)行(xing)連(lian)(lian)續分(fen)(fen)析(xi)。比如對工(gong)件(jian)(jian)先進(jin)(jin)行(xing)加熱(re)分(fen)(fen)析(xi),再進(jin)(jin)行(xing)成(cheng)形分(fen)(fen)析(xi),再進(jin)(jin)行(xing)冷(leng)卻分(fen)(fen)析(xi),然后再進(jin)(jin)行(xing)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)藝路(lu)線處(chu)(chu)理(li)(li)分(fen)(fen)析(xi),可(ke)(ke)以(yi)充分(fen)(fen)考(kao)慮到各個工(gong)序的殘余應力、變(bian)形、溫度等結(jie)果的變(bian)化,對各個工(gong)序單獨分(fen)(fen)析(xi)和(he)連(lian)(lian)續分(fen)(fen)析(xi)。在(zai)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)分(fen)(fen)析(xi)中還可(ke)(ke)以(yi)包含工(gong)具工(gong)裝(zhuang),同時考(kao)慮工(gong)具/工(gong)裝(zhuang)對于部件(jian)(jian)溫度的影響,從(cong)而準確預測實際熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)后部件(jian)(jian)的組織和(he)機(ji)械性能等。
3.友好的用戶界面
4.預置介質傳熱參數
介質的傳熱(re)系數(shu)表征(zheng)了(le)不同(tong)溫(wen)度(du)下的傳熱(re)系數(shu),充分考(kao)慮(lv)到(dao)熱(re)處理過程中不同(tong)溫(wen)度(du)下的情(qing)況,能夠(gou)保證(zheng)求解的精確性。
5.考慮全面的熱傳
考慮(lv)多種(zhong)類型的熱(re)(re)(re)(re)分析邊界條件:環境(jing)溫(wen)度(du)、初(chu)始溫(wen)度(du)、與環境(jing)之間(jian)(jian)的熱(re)(re)(re)(re)傳導、近表(biao)面(mian)對(dui)流、表(biao)面(mian)輻射、夾具(ju)與工(gong)件之間(jian)(jian)的熱(re)(re)(re)(re)傳等。每個夾具(ju)與工(gong)件作用(yong)時間(jian)(jian)可(ke)以精確控(kong)制,考慮(lv)真實(shi)的熱(re)(re)(re)(re)處理環境(jing)。能夠精確預(yu)測熱(re)(re)(re)(re)處理變形、熱(re)(re)(re)(re)處理相(xiang)變、溫(wen)度(du)場(chang)分布(bu)、殘(can)余應力(li)分布(bu)等。
6.材料數據詳細
擁有專業的材(cai)(cai)料庫,尤其(qi)熱處理分(fen)析材(cai)(cai)料參數(shu)中充分(fen)考慮了材(cai)(cai)料的電磁(ci)(ci)屬性,用于(yu)進行感應加熱的計(ji)算,通過真實輸入(ru)線圈電流(liu)、頻(pin)率、截(jie)面積等來計(ji)算工件切(qie)割磁(ci)(ci)場而產生(sheng)熱。材(cai)(cai)料的電阻率與電導率對(dui)應的有不同(tong)溫度的數(shu)據(ju),數(shu)據(ju)比較全面能夠保證求解的更加精確。
鋼鐵材(cai)料相變模(mo)型包括CCT與TTT模(mo)型,根(gen)據(ju)熱(re)處(chu)理工藝特點選擇基于哪種模(mo)型進(jin)行熱(re)處(chu)理相變分析,可以計算(suan)出不(bu)同(tong)相體(ti)積分數分布(bu)(bu),總體(ti)相的(de)分布(bu)(bu),相變過程中(zhong)的(de)溫度變化、應力變化、硬度變化等(deng)。
支持多種類(lei)型的(de)滲(shen)碳(tan)工藝過程仿真(zhen): 粉末滲(shen)碳(tan)、鹽(yan)浴滲(shen)碳(tan)以及氣(qi)體和(he)低壓(ya)滲(shen)碳(tan),將對應不同的(de)滲(shen)碳(tan)速度(du)。
熱(re)處理能夠有(you)效改善材料的性能,例如:硬度、韌度、強度。該模塊可以在熱(re)處理仿真過程中(zhong)模擬相變,計(ji)算熱(re)處理結(jie)束(shu)時相的組(zu)成(cheng)(奧氏(shi)體(ti)、鐵素體(ti)、貝氏(shi)體(ti)、珠光(guang)體(ti)、馬氏(shi)體(ti)),相變計(ji)算基于TTT或CCT曲線,除(chu)了(le)相成(cheng)分預測外,還提供對硬度、名義(yi)應力(proof stress)、抗(kang)拉強度的預測。
7.殘余應力、溫度、最終形狀、組織的準確預測
由于(yu)熱(re)處理(li)一般(ban)不(bu)改變(bian)工件(jian)(jian)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀和整體(ti)的(de)(de)(de)化學(xue)成分,而是(shi)通過(guo)改變(bian)工件(jian)(jian)內部的(de)(de)(de)微觀組織,或(huo)改變(bian)工件(jian)(jian)表面的(de)(de)(de)化學(xue)成分,賦予或(huo)改善工件(jian)(jian)的(de)(de)(de)使(shi)用性能。其特(te)點是(shi)改善工件(jian)(jian)的(de)(de)(de)內在質(zhi)量,而這一般(ban)不(bu)是(shi)肉(rou)眼(yan)所(suo)能看到的(de)(de)(de)。同時由于(yu)相變(bian)等帶來的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)分布不(bu)均(jun),通過(guo)本(ben)軟件(jian)(jian)模塊可以精確預測熱(re)處理(li)后變(bian)形(xing)(xing),為工藝參數設定(ding)提供(gong)前期指(zhi)導。
模(mo)擬熱處理(li)過(guo)(guo)程的(de)目標是控制熱處理(li)后(hou)(hou)變形,增(zeng)強材料表面性能(neng)。如果熱處理(li)后(hou)(hou)殘余應(ying)力較小,載(zai)荷循環結束(shu)后(hou)(hou)裂紋(wen)出現的(de)更(geng)少,就能(neng)夠增(zeng)加部件的(de)壽命(ming)。利用本軟件,可以通(tong)過(guo)(guo)優化(hua)工藝來減少熱處理(li)后(hou)(hou)殘余應(ying)力。
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