Четвертый международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии» 14–15 декабря 2022 года
События 3 Августа 2022 года
Данная новость была прочитана 1445 раз

Цифровой двойник авиационного газотурбинного двигателя ТВ7-117СТ-01 будет учитывать особенности производства

Инженеры «Центра компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого впервые в отрасли интегрировали сквозное моделирование технологических процессов изготовления деталей в разработку цифрового двойника (ЦД-П) авиационного газотурбинного двигателя ТВ7-117СТ-01.
Это позволит выявлять и учитывать влияние отклонений и остаточных напряжений, которые могут возникнуть при производстве детали, на параметры как отдельной детали, так и изделия в целом.

Сквозное моделирование технологического процесса включает в себя моделирование последовательности отдельных технологических операций и обязательное обеспечение трансфера информации о состоянии заготовки между ними.

  • «Для проведения сквозного моделирования технологического процесса, в первую очередь, производится настройка цепочки изготовления и обработки детали перед ее установкой в сборку, а именно задается последовательность и параметры основных технологических операций.
    Для каждого типа технологической операции на цифровой платформе CML-Bench™* разработан виртуальный испытательный стенд, универсальный относительно обрабатываемой детали. Для моделирования технологических операций могут быть использованы как специализированные, предназначенные для конкретной технологической операции, так и универсальные программные системы конечно-элементного анализа.
  • Например, моделирование операций обработки металлов давлением, таких как горячая и холодная штамповка, свободная ковка, выполняется в отечественном программном обеспечении QForm, а моделирование процессов ортогонального точения выполняется в программном обеспечении компании Dassault Systèmes – SIMULIA Abaqus*.
    В результате моделирования технологической операции получается набор файлов, содержащих информацию о состоянии заготовки (геометрия, остаточные напряжения, состояние материала), в определенном формате.
  • Наша задача состояла в обеспечении корректной интерпретации этой информации при моделировании последующей операции»,
    – объясняет технологию сквозного моделирования технологических процессов ведущий инженер Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) СПбПУ Татьяна Сергеева.

Для интеграции расчетных моделей были разработаны скрипты автоматизированной обработки результатов и конвертации выходных данных в формат, необходимый для выполнения компьютерного моделирования следующей технологической операции. Это стало возможным благодаря постоянному расширению функционала и спектра инженерного ПО, интегрированного на цифровой платформе CML-Benchтм, на которой ведется разработка цифрового двойника ТВ7-117СТ-01.

В результате такого математического и компьютерного моделирования каждая технологическая операция имеет историю не только наследованной геометрии детали, но и напряженно-деформированного состояния детали, полученного в ходе моделирования технологических операций. Это позволяет определить зоны высокой концентрации напряжений в детали и их численные значения, которые должны быть учтены в расчетах на прочность.

Доработка цепочки технологических процессов и ее наполнение различными параметрами дает возможность в дальнейшем уточнять не только прочностные расчеты изделия, но и оптимизировать технологический процесс изготовления любых деталей на производстве,  улучшать качество проектирования, сокращать количество испытаний опытных образцов, а также отслеживать влияние на работу и ресурс изделия отклонений, получаемых в процессе производства.

Справочно:

Газотурбинный двигатель ТВ7-117СТ-01 – гражданская модификация для пассажирского самолета Ил-114-300, который предназначен для эксплуатации на местных воздушных линиях. Применение двигателя ТВ7-117СТ-01, позволит увеличить, по сравнению с Ил-114, дальность полета с максимальным числом пассажиров до 1900 км.

Разработка цифрового двойника авиационного газотурбинного двигателя ТВ7-117СТ-01 ведется по заказу АО «ОДК-Климов» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию ГК «Ростех»).

*Работа была завершена в 2021 году.

Новости на сайте по теме публикации: