怎样使用ProCAST优化喷嘴导流叶片 附ProCAST2019版本新功能介绍下载

Europea Microfusioni Aerospaziali(EMA)位于意大利，是一家世界级的熔模铸造厂，专门生产民用、国防、航空航天、海洋和能源等行业的零部件。该公司采用等轴、定向凝固和单晶技术，具有生产高温合金部件的资质。

EMA归劳斯莱斯所有，公司始终秉承母公司探索和研发的精神，持续进行有效的发展和技术的创新，以达到更完美的生产水平，与法国ESI集团进行合作，想要寻求更好的生产研发技术，希望可以在制造过程中自动确定最佳工艺条件，以达到预期的零件质量，不用多次、反复的模拟和验证，可以在产品进入最终环节前预先确定最佳的工艺流程。

得益于过去二十年来专业的研发技术，使用法国ESI集团的ProCAST铸造工艺仿真软件进行熔模铸造建模，目前这项技术已经变得非常高效、可靠，可以优化安全部件，如喷气发动机的涡轮叶片，ESI提供的解决方案包括特定的高温合金材料数据库和陶瓷特性，可以进行非常精准的预测，本次所提出的静定型喷嘴导流叶片(NGV)是一种包含三种型芯的机翼型导流叶片。

本次将使用ESI的软件同时进行多个自变量的DoE(实验设计)，其中包含103个可行性假设，这项工作将在批处理模式(命令行编程)下自动运行大约30个模型，如上图所示，操作域内的参数如下图。

预热阶段：

预热阶段包括金属浇铸前模壳的预热，这一阶段的重要性在于它会直接影响到最终部件的完整性。因此，预热温度和换热损失是最基本的，并且要达到DoE参数水平。前者为模壳在预热周期结束时所达到的温度，后者是模壳从预热炉取出到浇注阶段开始所要经过的时间。图片向您特别展示了模壳的温度场，以及关键区域的切片视图，如LE(前面部位)和TE(后面部位)和核心。

浇铸阶段：

浇注阶段是熔模铸造过程中的下一个重要步骤。速度曲线、浇注角度和浇注时间会影响铸件的质量(缩松度、局部晶粒尺寸等)。通常在DoE建模中，关键是要考虑热和流体的动力学，以及浇注过程中的固相分数和热流。与定向凝固(DSX)相比，充型过程相对于等轴凝固过程(晶粒形成)尤为重要，因此，上述几个参数在充型阶段始终要进行DoE研究。

结论：

DoE分析的总体目标是实现帕累托最优，即在不影响自变量(如晶粒结构)性能的情况下，不改变因变量(如孔隙度)。然而要实现这一点，必须满足以下两个条件:

• 必须确定帕累托最优解决方案，最大限度的提高性能(例如，仅在孔隙率方面)，

• 计算过程必须保持稳定(鲁棒性的设计)

就测试领域而言，对铸造过程进行建模是一项较为复杂的任务，它将受到超过100多个变量的控制。而使用优化工具的好处则有助于找到最佳的工艺参数，并可以随时评估铸造过程中由于随机性波动可能产生的报废风险，提前预测并规避潜在问题。

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