Разработка программы-тренажера формирования гладкого профиля пера заготовки компрессорных лопаток

  • Kseniia Sergeevna Morozova Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева http://orcid.org/0000-0003-3172-6587
  • Irina Nikolaevna Khaimovich Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева http://orcid.org/0000-0002-8798-3745

Аннотация

Сокращение времени технологической подготовки заготовительного производства (ТПЗП) на предприятиях аэрокосмической промышленности, и повышение качества выпускаемой продукции требует поиска новых решений, связанных с автоматизацией производства. Проектирование деталей сложной формы, как компрессорные лопатки (КЛ) газотурбинных двигателей (ГТД), обладает высокой трудоемкостью. Использование систем автоматизированного проектирования позволяет минимизировать вероятность возникновения ошибок, которые появляются при ручном проектировании, но требует высокой квалификации технологов. Учебно-методическое и программное обучение будущих специалистов подразумевает формирование практических навыков и умений, что достигается путем использования различных тренажеров, имитирующих реальные технологические процессы. Решение основной задачи ТПЗП КЛ - получение  гладкого профиля пера заготовки лопатки компрессора - возможно при наличии соответствующего программного обеспечения (ПО) и алгоритмов. В работе рассматривается вопрос разработки блока тренажера для технологов кузнечно-штамповочного производства КЛ с использованием САПР - AutoCAD . Использование основных свойств кубических сглаживающих сплайнов для получение математической модели (ММ) заготовки позволит не только решить основную задачу ТПЗП КЛ, но и разработать программу  формирования модели в САПР. Применение алгоритма сглаживания поверхности кубическими интерполяционными сплайнами позволяет получить модель штампованной поковки с гладкой поверхностью, и равномерным припуском по перу в зоне наибольшей изнашиваемости штампов, что способствует значительному повышению их стойкости. В основе работы тренажера алгоритм формирования гладкого профиля пера заготовки КЛ.

Сведения об авторах

Kseniia Sergeevna Morozova, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

аспирант кафедры обработки металлов давлением

Irina Nikolaevna Khaimovich, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

профессор кафедры обработки металлов давлением, доктор технических наук, профессор

Литература

1. Khaimovich I.N., Khaimovich A.I., Kovalkova E.A. Аutomatisation of Calculation Method of Technological Parameters of Wiredrawing with Account of Speed Factor and Material Properties. Solid State Phenomena. 2020; 299:552-558. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.299.552
2. Khaimovich I.N., Frolov M.A. Improvement of Technological Process of Multiproduct Production on the Bases of Simulation Modeling of Production Unit. Key Engineering Materials. 2016; 684:487-507. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.684.487
3. Zvonov S.Y., Popov I.P., Shlyapugin A.G. Peculiarities of the process of hollow conical parts shaping from a ring blank. Russian Aeronautics. 2010; 53(3):358-361. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.3103/S1068799810030190
4. Korolev A.V., Korolev A.A., Balayev A.F., Iznairov B.M., Zakharov O.V., Vasin A.N. Probability Nature оf Solid Bodies Destruction. International Journal of Applied Engineering Research. 2015; 10(21):42692-42695. (In Eng.)
5. Dubovská R. The quality control of machining process with CAD/CAM system support. Proceedings of the 8th International DAAAM Baltic Conference-Industrial Engineering. Tallin, Estonia; 2012. p. 27-32. Available at: http://innomet.ttu.ee/daaam12/proceedings/pdf/Dubovska.pdf (accessed 13.07.2021). (In Eng.)
6. Dubovska R., Jambor J., Majerik J. Implementation of CAD/CAM system CATIA V5 in simulation of CNC machining process. Procedia Engineering. 2014; 69:638-645. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.03.037
7. Khaimovich I.N. Computer-aided design of blank forging production facilities for aircraft engine compressor blades. Russian Aeronautics. 2014; 57(2):169-174. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.3103/S1068799814020093
8. Khaimovich I.N., Khaimovich A.I. Сomputer-Aided Engineering of the Process of Injection Molding Articles Made of Composite Materials. Key Engineering Materials. 2017; 746:269-274. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.746.269
9. Khaimovich A.I., Khaimovich I.N. Methods and Algorithms for Computer-aided Engineering of Die Tooling of Compressor Blades from Titanium Alloy. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018; 302(1):012062. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/302/1/012062
10. Khaimovich I.N. CAD system of design and engineering provision of die forming of compressor blades for aircraft engines. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2017; 87(8):082024. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/87/8/082024
11. Wei Z., Zhang Sh., Jafari S., Nikolaidis T. Gas turbine aero-engines real time on-board modelling: A review, research challenges, and exploring the future. Progress in Aerospace Sciences. 2020; 121:100693. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2020.100693
12. Balli O. Failure analysis of inlet guide vane (IGV) actuator and bellcrank assembly used on J85 turbojet engines. Engineering Failure Analysis. 2020; 115:104700. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.104700
13. Babu K.S., Raghavulu K.V., Jani S.P. Design and strengthening properties of different forging gas turbine blade materials. Materials Today: Proceedings. 2021; 46(17):8461-8465. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.03.489
14. Wu J., Wen B., Zhang Q., Zhou Y., Ding S., Du F., Zhang S., Wang Z. A novel blade tip clearance measurement method based on event capture technique. Mechanical Systems and Signal Processing. 2020; 139:106626. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2020.106626
15. Bazhina A.D., Bazhin P.M., Chizhikov A.P., Konstantinov A.S., Stolin A.M. Influence of high-temperature annealing on structure of titanium aluminide materials obtained by combustion and high-temperature shear deformation. Intermetallics. 2021; 139:107313. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.intermet.2021.107313
16. Waligórski M., Batura K., Kucal K., Merkisz J. Empirical assessment of thermodynamic processes of a turbojet engine in the process values field using vibration parameters. Measurement. 2020; 158:107702. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.107702
17. Agapovichev A.V., Sotov A.V., Kokareva V.V., Smelov V.G., Kyarimov R.R. Study of the structure and mechanical characteristics of samples obtained by selective laser melting technology from VT6 alloy metal powder. Nanoscience and Technology: An International Journal. 2017; 8(4):323-330. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1615/NanoSciTechnolIntJ.v8.i4.30
18. Grechnikov F.V., Erisov Ya.A., Alexandrov S.E. Effect of anisotropic yield criterion on the Springback in plane strain pure bending. CEUR Workshop Proceedings. 2016; 1638:569-577. Available at: http://ceur-ws.org/Vol-1638/Paper69.pdf (accessed 13.07.2021). (In Eng.)
19. Grechnikov F.V., Erisov Ya.A., Surudin S.V., Tereshchenko V.V. Theoretical and experimental study of plastic anisotropy of Al-1Mn alloy taking into account the crystallographic orientation of the structure. Materials Physics and Mechanics. 2018; 40(2):274-284. (In Eng.) DOI: http://dx.doi.org/10.18720/MPM.4022018_16
20. Grechnikov F.V., Erisov Y.A. Virtual Material Model with the Given Crystallographic Orientation of the Structure. Key Engineering Materials. 2016; 684:134-142. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.684.134
21. Dem’yanenko E.G., Popov, I.P. Limits of flanging process feasibility to create thin-wall conical shells. Russian Aeronautics. 2012; 55(4):408-412. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.3103/S1068799812040150
22. Sotov A.V., Agapovichev A.V., Smelov V.G., Kokareva V.V., Dmitrieva M.O., Melnikov A.A., Golanov S.P., Anurov Y.M. Investigation of the IN-738 superalloy microstructure and mechanical properties for the manufacturing of gas turbine engine nozzle guide vane by selective laser melting. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020; 107(5-6)2525-2535. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-020-05197-x
23. Demyanenko E.G., Popov I.P. Menshikov V.S. Research of the process of axisymmetric forming of thin-walled flat blanks into the conical parts with minimal thickness variation. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017; 177(1):012122. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/177/1/012122
24. Bogdanov A., Degtyarev A., Korkhov V., Kyaw T., Shchegoleva N. Big Data as the future of information technology. CEUR Workshop Proceedings. 2018; 2267:26-31. Available at: http://ceur-ws.org/Vol-2267/26-31-paper-4.pdf (accessed 13.07.2021). (In Eng.)
25. Khaimovich A., Agapovichev A., Sotov A., Kokareva V., Smelov V., Zhuchenko E. Research study of residual stress during Ni-Co-Cr alloy selective laser melting process. Materials Today: Proceedings. 2019; 19(5):2454-2457. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.08.063
Опубликована
2021-09-30
Как цитировать
MOROZOVA, Kseniia Sergeevna; KHAIMOVICH, Irina Nikolaevna. Разработка программы-тренажера формирования гладкого профиля пера заготовки компрессорных лопаток. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 17, n. 3, p. 642-648, sep. 2021. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/792>. Дата доступа: 09 dec. 2022 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.17.202103.642-648.
Раздел
Научное программное обеспечение в образовании и науке