汽轮机叶片模锻工艺cad与模锻过程有限元分析

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1、摘要叶片是电站汽轮机的重要零件，在汽轮机的能量转换过程中起关键作用，是汽轮机的“心脏”，叶片的质量直接关系到汽轮机的工作效率。因此，提高叶片的设计水平和制造水平是一项重要的工作。本文针对叶片锻造工艺设计的技术要求，在总结了工厂经验的基础上，以Unigraphics(NX)为丌发平台，应用参数化的思想，对叶片精锻模具CAD二次开发做了进一步深入的研究。另外，采用DEFORM一3D软件，对叶片模锻过程进行了三维有限元模拟。主要内容如下：本文分析了叶片模锻设计中平衡角的各种确定方法，在工厂长期对叶片锻件叶身设计的基础上，总结出四种精锻叶片型线修整方法的方法

2、，并对叶片锻件三维实体造型进行了研究。针对叶片锻件叶身设计的型线修整方法，本文在UG平台上应用UG的通用开发语言UGOpen／GRIP，采用参数化的思想开发了型线修整GRIP程序。本文以UG软件作为平台，采用开发语言UG／OpenGRIP和人机交互的开发方法，开发出了叶身型线数据点自动读取输出程序。本文以叶片成形为三维非稳态塑性变形问题，利用商用有限元软件DFORM．3D对叶片成形作了有限元模拟，研究了叶片锻件整体以及各个典型截面的金属流动情况：通过对各个典型截面的应力场、应变场的分析，得出叶片模锻过程的成形规律；总结了叶片模锻成形的变形规律。关键词

3、汽轮机叶片：锻造；UG／OpenGRIP；实体造型：CAD；DEFORM-3D金属流动燕山大学工学硕士学位论文AbstractTurbinebladesarecorecomponentsinturbine，whichplayimportantrolesinenergyIransformation，calledthe‘‘heart”ofturbine．Thequalityofbladesaredirectlyrelatedtotheworkefficiencyofturbine．Therefore,toimprovethedesignandmanufa

4、cturelevelisaimportantthing．Accordingtotheneedsoffactory，applyingparametricmethod，specialdevelopmentofCADforthebladeforgingdieissystematicallystudiedonthebasisofUG(NX)inthisthesisaftersumminguptheexpertiseoffactory．Themaincontentisasbelow：Themethodsofdefinitiontheequilibriumang

5、leindieforgingdesignhavebeenanalyzed．Foursortsofairfoilsectiontrimmingmethodsofprecisionandaverageforginghavebeensummeduponthebasisoffactory．Thebladeforgepiece3-dsculptingisalsobeenstudied．Accordingtothekeydifficult，sectioncurvetrimming，inforgingdesign,aprocedureWasdevelopedado

6、ptingdevelopinglanguage-UGOpen／GRIP．ThisprocedureCanreducethebladeforgingdesignperiodandbringconveniencetotheuser，UsingUGasaflatroofiadoptingdevelopinglanguage—UGOpen／GRIPandthealternatingmethod，theautomaticreadingandoutputlingprocedureoftheCurestringdatapointshasbeendeveloped．

7、Assumingthedeformationofbladeinforgingwasa3-dnon—steadyplasticaldeformationproblem，FEMsimulationwasperformedusingcommerciallyavailableFEMsoftwarepackage-DEFORM一3D．Themetalflowofthebladecollectivityandeveryclassicalsectionshavebeenstudied．Analyfisofstressandstrainindifferentclas

8、sicalsectionsinbladeformingWasperformedandtheformingru