解決方案Solutions

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設計與工程

面臨的挑戰：
來自海克斯康的解決方案：
設計與工程選項
a)模擬仿真軟件

b)安全性分析模塊
航空發動(dong)機葉片(pian)(pian)在(zai)高速運轉狀(zhuang)態(tai)下，鳥體撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)會造成(cheng)非常嚴重的(de)(de)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)。從損(sun)傷(shang)(shang)(shang)形(xing)式上來(lai)說，主(zhu)要包括鳥體與多個葉片(pian)(pian)連續碰撞(zhuang)(zhuang)，導致的(de)(de)葉片(pian)(pian)產生(sheng)大變(bian)形(xing)、甚至(zhi)斷裂(lie)(lie)，以及葉片(pian)(pian)斷裂(lie)(lie)后轉子的(de)(de)不(bu)平(ping)衡轉動(dong)。而葉片(pian)(pian)在(zai)斷裂(lie)(lie)后，其主(zhu)體碎(sui)片(pian)(pian)會撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)機匣(xia)。斷裂(lie)(lie)的(de)(de)葉片(pian)(pian)在(zai)高速運轉狀(zhuang)態(tai)下，會沿著切線方向(xiang)飛出，并與周(zhou)圍(wei)葉片(pian)(pian)發生(sheng)碰撞(zhuang)(zhuang)，導致周(zhou)圍(wei)葉片(pian)(pian)不(bu)同程度的(de)(de)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)，殘余葉片(pian)(pian)會以高速撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)機匣(xia)，對(dui)機匣(xia)造成(cheng)侵徹損(sun)傷(shang)(shang)(shang)。由(you)此(ci)看來(lai)，葉片(pian)(pian)抗鳥撞(zhuang)(zhuang)設(she)計(ji)及機匣(xia)的(de)(de)包容性設(she)計(ji)為(wei)設(she)計(ji)者提(ti)出嚴峻考(kao)驗(yan)。

c)振動分析模塊
葉(xie)(xie)片(pian)的(de)安全可靠性直接影響機(ji)組的(de)運行安全。目前(qian)已知的(de)葉(xie)(xie)片(pian)斷(duan)裂事故大多數(shu)是由于葉(xie)(xie)片(pian)振動(dong)(dong)所致，主要(yao)原因是葉(xie)(xie)片(pian)工作時受到汽流(liu)激振力(li)作用，產生受迫(po)振動(dong)(dong)，由此產生相(xiang)當大的(de)動(dong)(dong)應力(li)，使葉(xie)(xie)片(pian)疲勞(lao)損壞。

海(hai)克(ke)斯康擁(yong)有針對葉片模態(tai)及動(dong)響應計算的獨特算法與(yu)模型，精確地(di)計算葉片的靜(jing)態(tai)和動(dong)態(tai)應力狀況(kuang)。

自由葉片，常(chang)溫下前十階(jie)固有模(mo)態：

? 熱處理仿(fang)真(zhen)模塊

該模(mo)塊提供(gong)了(le)專業的(de)(de)熱處理工藝(yi)仿真(zhen)分(fen)析平臺(tai)，用(yong)戶可以在軟件中實現高度逼真(zhen)的(de)(de)仿真(zhen)環境，能夠實現常(chang)見(jian)的(de)(de)熱處理工藝(yi)，包括：隨(sui)爐加(jia)熱、冷卻、正(zheng)火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)、退火(huo)(huo)、淬(cui)火(huo)(huo)、感(gan)應(ying)加(jia)熱、感(gan)應(ying)淬(cui)火(huo)(huo)、滲碳以及用(yong)戶自定義的(de)(de)熱處理工藝(yi)曲線等工藝(yi)進行仿真(zhen)分(fen)析。

軟件中預(yu)置了常(chang)用介(jie)質(zhi)(zhi)，包括(kuo)常(chang)用的水、空氣(qi)、油以(yi)及常(chang)用淬火油介(jie)質(zhi)(zhi)等(deng)，可(ke)以(yi)靈活組合熱(re)(re)處(chu)理工藝(yi)(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中的時(shi)間、溫(wen)度(du)和熱(re)(re)轉換系數，并可(ke)以(yi)為全局和局部加(jia)熱(re)(re)、冷卻過(guo)(guo)程(cheng)進行定義。可(ke)以(yi)通過(guo)(guo)定義一(yi)個(ge)熱(re)(re)處(chu)理工藝(yi)(yi)曲線實現整個(ge)熱(re)(re)處(chu)理過(guo)(guo)程(cheng)分析，比如熱(re)(re)處(chu)理過(guo)(guo)程(cheng)包括(kuo)：加(jia)熱(re)(re)、保溫(wen)、運輸、冷卻、暫(zan)停、再加(jia)熱(re)(re)、保溫(wen)、運輸、淬火等(deng)，輕松實現模擬一(yi)個(ge)連續的工藝(yi)(yi)過(guo)(guo)程(cheng)。

同時(shi)，該(gai)模塊配置(zhi)了專(zhuan)業的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)庫，為熱(re)(re)處(chu)理(li)分(fen)析(xi)提供充足(zu)的(de)(de)(de)可選(xuan)擇的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)數據(ju)，另外(wai)，材(cai)料(liao)(liao)(liao)庫還(huan)支持外(wai)部數據(ju)導入(ru)以(yi)及用(yong)(yong)(yong)戶自定義材(cai)料(liao)(liao)(liao)性能參數等，以(yi)便(bian)更精(jing)確的(de)(de)(de)預測組(zu)件屬性；避免淬火裂紋(wen)；優化熱(re)(re)處(chu)理(li)工藝(yi)過(guo)程(cheng)，提高(gao)工藝(yi)穩定性和質量，減少(shao)缺陷(xian)部件，大(da)幅縮短了開(kai)發時(shi)間。軟(ruan)件熱(re)(re)處(chu)理(li)界(jie)面采用(yong)(yong)(yong)與實際熱(re)(re)處(chu)理(li)控(kong)制界(jie)面一致的(de)(de)(de)界(jie)面，極易人(ren)機交互，方便(bian)用(yong)(yong)(yong)戶快速(su)使用(yong)(yong)(yong)，即使沒有有限元基(ji)礎(chu)也可以(yi)輕松上(shang)手。內置(zhi)多語言(yan)，方便(bian)用(yong)(yong)(yong)戶切換使用(yong)(yong)(yong)。

模塊主要功能和特點：
1．熱處理工藝類型
2．熱處理工(gong)藝(yi)鏈仿真(zhen)
熱(re)處理(li)工藝(yi)可和前面成形工序(xu)配合進(jin)(jin)行(xing)連續(xu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)。比如(ru)對工件先進(jin)(jin)行(xing)加熱(re)分(fen)析(xi)(xi)(xi)，再(zai)進(jin)(jin)行(xing)成形分(fen)析(xi)(xi)(xi)，再(zai)進(jin)(jin)行(xing)冷卻分(fen)析(xi)(xi)(xi)，然后再(zai)進(jin)(jin)行(xing)熱(re)處理(li)工藝(yi)路線處理(li)分(fen)析(xi)(xi)(xi)，可以(yi)充分(fen)考(kao)慮(lv)到各個工序(xu)的(de)殘(can)余應力、變形、溫度等結(jie)果的(de)變化，對各個工序(xu)單獨分(fen)析(xi)(xi)(xi)和連續(xu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)。在熱(re)處理(li)分(fen)析(xi)(xi)(xi)中還可以(yi)包含工具(ju)工裝(zhuang)，同時考(kao)慮(lv)工具(ju)/工裝(zhuang)對于部(bu)件溫度的(de)影響，從(cong)而準確預測實際熱(re)處理(li)后部(bu)件的(de)組織和機械(xie)性能(neng)等。
3．友好的用戶(hu)界面
4．預置介質傳熱參(can)數
介質(zhi)的傳熱(re)(re)系(xi)數表(biao)征了不(bu)同(tong)(tong)溫(wen)度(du)下的傳熱(re)(re)系(xi)數，充分考慮到(dao)熱(re)(re)處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)中不(bu)同(tong)(tong)溫(wen)度(du)下的情況，能(neng)夠保(bao)證求解的精確性。
5．考慮全面(mian)的(de)熱傳
考慮(lv)多(duo)種類(lei)型的(de)熱(re)(re)分析邊界條(tiao)件：環境溫(wen)度、初(chu)始(shi)溫(wen)度、與(yu)環境之間的(de)熱(re)(re)傳導(dao)、近表(biao)面對流、表(biao)面輻(fu)射(she)、夾(jia)具與(yu)工件之間的(de)熱(re)(re)傳等。每個(ge)夾(jia)具與(yu)工件作(zuo)用時間可以(yi)精(jing)確控制，考慮(lv)真實的(de)熱(re)(re)處理(li)環境。能夠精(jing)確預測熱(re)(re)處理(li)變形(xing)、熱(re)(re)處理(li)相變、溫(wen)度場分布(bu)、殘余(yu)應力分布(bu)等。
6．材料數據庫
擁有(you)專(zhuan)業的(de)材(cai)(cai)料庫，尤其熱處理分(fen)析(xi)材(cai)(cai)料參數(shu)(shu)中充分(fen)考慮了(le)材(cai)(cai)料的(de)電(dian)磁屬(shu)性，用于進行感應(ying)加熱的(de)計算，通過真實輸入線圈電(dian)流、頻率、截(jie)面積等來計算工件切割(ge)磁場而產生熱。材(cai)(cai)料的(de)電(dian)阻率與電(dian)導率對應(ying)的(de)有(you)不同溫度(du)的(de)數(shu)(shu)據，數(shu)(shu)據比較全面能夠(gou)保(bao)證求解(jie)的(de)更加精確(que)。
7．殘余應力、溫度、最終形狀、組織的準確預測(ce)
由于(yu)熱處(chu)(chu)理一(yi)(yi)般不改(gai)(gai)變(bian)工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)形(xing)狀和(he)整體的(de)(de)化學成(cheng)分，而(er)是(shi)(shi)通過(guo)改(gai)(gai)變(bian)工(gong)(gong)件(jian)(jian)內部的(de)(de)微觀組(zu)織(zhi)，或改(gai)(gai)變(bian)工(gong)(gong)件(jian)(jian)表面的(de)(de)化學成(cheng)分，賦予或改(gai)(gai)善工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)使用性能(neng)。其(qi)特(te)點(dian)是(shi)(shi)改(gai)(gai)善工(gong)(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)內在質(zhi)量，而(er)這一(yi)(yi)般不是(shi)(shi)肉眼所能(neng)看到的(de)(de)。同時由于(yu)相變(bian)等帶來的(de)(de)變(bian)形(xing)分布不均，通過(guo)本(ben)軟件(jian)(jian)模塊可以(yi)精(jing)確預測(ce)熱處(chu)(chu)理后(hou)變(bian)形(xing)，為工(gong)(gong)藝參(can)數設定提供前期指導。

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