本文以某燃?xì)廨啓C(jī)三級(jí)渦輪動(dòng)葉片為研究對(duì)象,采用鎳基等軸晶高溫合金K435,對(duì)葉片在實(shí)際生產(chǎn)中常出現(xiàn)的縮松缺陷以及應(yīng)力所導(dǎo)致的變形等現(xiàn)象進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,分析出鑄件在凝固中縮松產(chǎn)生的過程與原因以及所產(chǎn)生的應(yīng)力與葉型尺寸變形的關(guān)系,提出了改進(jìn)工藝,并進(jìn)行了模擬與試驗(yàn),證明該新工藝可以減小了鑄件的“反弓”變形量及縮松缺陷。并且對(duì)生產(chǎn)中不常出現(xiàn)的熱裂缺陷的形成過程進(jìn)行了研究。在利用三維實(shí)體造型軟件UG對(duì)三級(jí)渦輪動(dòng)葉片進(jìn)行實(shí)體建模的同時(shí),探討了Procast軟件中的網(wǎng)格劃分功能對(duì)熔模鑄造型殼、石棉保溫層建模的作用,進(jìn)行了建模工作,這對(duì)于模擬起著極為重要的作用。根據(jù)K435的成分,采用了相圖計(jì)算軟件Jmatpro對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,并參考生產(chǎn)質(zhì)檢數(shù)據(jù)、相近成分合金的數(shù)據(jù)等資料,在Procast中建立了模擬所需要的K435數(shù)據(jù)庫。并且采用等效的方法,確定了同樣是模擬所需的型殼性能參數(shù)。對(duì)鑄件凝固冷卻的過程,等效為數(shù)個(gè)冷卻模型,并為確定各冷卻模型的邊界條件做了測(cè)溫實(shí)驗(yàn),采用試錯(cuò)法得到與實(shí)際相近的邊界條件。對(duì)于葉片生產(chǎn)的工藝參數(shù)進(jìn)行必要的具體化處理,確定了型殼、石棉保溫層的初始條件。利用Procast對(duì)葉片的凝固過程的模擬,分析了葉型區(qū)域的凝固特點(diǎn),認(rèn)為葉片較薄的進(jìn)氣邊與出氣邊率先凝固形成狹長的不易補(bǔ)縮的未凝固區(qū)是葉片中縮松缺陷出現(xiàn)的原因。并且,得出了葉片結(jié)構(gòu)厚度不同導(dǎo)致凝固時(shí)間不同,葉片各部分在不同時(shí)間進(jìn)入彈性狀態(tài)而導(dǎo)致葉片發(fā)生“反弓”變形的結(jié)論。分析熱裂傾向大與熱裂傾向小的區(qū)域的應(yīng)力分布,認(rèn)為在固相率處于90%左右的鑄件區(qū)域在承受較大的拉應(yīng)力后易產(chǎn)生熱裂。根據(jù)所得結(jié)論,設(shè)計(jì)了加厚石棉保溫層這個(gè)新工藝,減少葉片縮松缺陷以及變形程度。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK474.811
【部分圖文】：

有利于像三級(jí)渦輪動(dòng)葉片這樣形狀復(fù)雜、式澆注，在鑄造過程中易產(chǎn)生飛濺、渦流、的容量、使用一次真空熔煉爐所需的成本、造工藝設(shè)計(jì)，充分利用轉(zhuǎn)包和熔煉室的空間級(jí)渦輪動(dòng)葉片的 2.5 倍質(zhì)量，理論上可以用同時(shí)澆注兩片的布局，降低了單位質(zhì)量鑄導(dǎo)致的能量損耗和成本，并且提高單位質(zhì)量并結(jié)合葉片有關(guān)資料，使用 UG 軟件對(duì)三級(jí)綠色部分為三級(jí)渦輪動(dòng)葉片蠟?zāi)ＤＰ�，銀產(chǎn)時(shí)分別制模，然后在粘結(jié)成為一體。澆冒作用是在型殼燒結(jié)制成后，防止由于型殼邊件出現(xiàn)砂眼、夾雜。采用模數(shù)法設(shè)計(jì)的冒口使得在冒口出產(chǎn)生很大的熱節(jié)，冒口處金屬孔縮松出現(xiàn)在冒口處而不是鑄件處，鑄件冷鑄件的質(zhì)量。

圖 2-2 型殼模型外部及內(nèi)部展示圖的網(wǎng)格剖分原則適量多些。網(wǎng)格的數(shù)量越多，模擬過程的計(jì)貼切。但是，大量的網(wǎng)格勢(shì)必會(huì)使計(jì)算時(shí)間的多些，這樣既可以提高精度，又可以加快出的計(jì)算精度、計(jì)算速度與網(wǎng)格數(shù)量的關(guān)系數(shù)量關(guān)系，為明顯的凸函數(shù)圖像。故在網(wǎng)格數(shù)量已經(jīng)對(duì)計(jì)算精度的改變已影響不大。圖，為明顯的凹函數(shù)圖像。故網(wǎng)格數(shù)量在較低在網(wǎng)格數(shù)量達(dá)到一定數(shù)量級(jí)時(shí)才會(huì)使計(jì)算時(shí)素，選擇 P 點(diǎn)下的網(wǎng)格數(shù)量，實(shí)現(xiàn)在兩種因

圖 2-2 型殼模型外部及內(nèi)部展示圖的網(wǎng)格剖分原則量多些。網(wǎng)格的數(shù)量越多，模擬過程的計(jì)算切。但是，大量的網(wǎng)格勢(shì)必會(huì)使計(jì)算時(shí)間變多些，這樣既可以提高精度，又可以加快計(jì)算的計(jì)算精度、計(jì)算速度與網(wǎng)格數(shù)量的關(guān)系圖量關(guān)系，為明顯的凸函數(shù)圖像。故在網(wǎng)格數(shù)量已經(jīng)對(duì)計(jì)算精度的改變已影響不大。圖中為明顯的凹函數(shù)圖像。故網(wǎng)格數(shù)量在較低的網(wǎng)格數(shù)量達(dá)到一定數(shù)量級(jí)時(shí)才會(huì)使計(jì)算時(shí)間，選擇 P 點(diǎn)下的網(wǎng)格數(shù)量，實(shí)現(xiàn)在兩種因素作
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本文編號(hào)：2841927