Разработка цифрового двойника технологического процесса литья в ХТС корпусных деталей ГТД

Целевым продуктом реализации инновационного проекта является разработанный верифицированный цифровой двойник (в виде методики компьютерного моделирования) технологического процесса литья в холодно-твердеющие смеси (ХТС) корпусных деталей газотурбинного двигателя, включающий: разработку и согласование с конструкторами 3D моделей деталей 24.101.002 Картер вала заднего винта (КВЗВ) и 60.100.002 Корпус; конечно-элементное проектирование технологической системы; работу в препроцессоре (задание граничных, начальных и контактных условий) и работу в постпроцессоре (анализ результатов моделирования). Разрабатываемая продукция в виде методики моделирования будет востребована в металлургическом производстве (у технологов-литейщиков). Отличие разрабатываемого цифрового двойника процесса литья в ХТС от уже существующего заключается в разработке связанных задач тепломассопереноса и моделирования напряженно-деформированного состояния технологической системы для повышения качества заготовительного производства, а также в использовании отечественного программного обеспечения и баз данных материалов, что является несомненным преимуществом в условиях импортозамещения и сохранения технологического суверенитета. Предлагаемый к реализации инновационный проект будет нацелен на решение следующих проблем: - снижение доли натурных экспериментальных плавок с целью подбора оптимальных технологических режимов при внедрении новой технологии изготовления за счет отработки технологических процессов на цифровых двойниках; - снижение доли литейного брака за счет проведения экспериментальных исследований по прогнозированию дефектов на верифицированных цифровых моделях; - оптимизация металлоемкости и трудоемкости технологических процессов изготовления корпусных деталей за счет проведения итерационных компьютерных расчетов; - уменьшение массо-габаритных характеристик стержневых ящиков по сравнению с существующей и используемой технологией при сохранении требуемых параметров качества процесса литья. Существующий на сегодняшний день технологический процесс литья корпусных деталей в песчано-глинистую форму, несмотря на его историческую давность использования, содержит достаточное количество накопившихся проблем, которые решались перманентно ввиду того, что данный вид литья не отличается высокой точностью и гибкостью процесса и акцент делался на количественный показатель, а не на качественный. Однако, существующий уровень техники и технологий, а также сложившиеся условия сохранения технологического суверенитета диктуют необходимость внедрения новой технологии литья в ХТС при изготовлении корпусных деталей. По этой причине тематика предлагаемого инновационного проекта является актуальной.