基于刚粘塑性有限元模拟的汽轮机叶轮模锻的预成形优化

摘要

针对汽轮机叶轮模锻的预成形设计,本文建立了以打击能耗最低和模具作用载荷最小为目标函数,以完全填充为约束条件,以坯料初始高径比为优化变量的预成形坯料优化方案.利用刚粘塑性有限元方法模拟汽轮机叶轮等温模锻成形过程,具体分析了不同坯料初始高径比对成形载荷、塑性应变能以及分流面的影响.数值模拟结果表明获得的预成形H/D最佳尺寸可明显减少模锻锤击次数和模具磨损.所提出的有限元模拟预成形优化方法十分有效,克服了以往凭经验设计的弊端.