叶片锻件工艺余块智能设计技术研究

发布时间：2017-09-19 00:08

  本文关键词：叶片锻件工艺余块智能设计技术研究

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【摘要】：目前,国内的叶片锻造行业与国外相比还具有一定的差距,一些企业虽然拥有了叶片精锻的能力,但大多仍在使用传统的模锻技术,所以急需提高锻造技术水平。对于叶片锻件的设计不仅掺杂了大量重复性劳动,而且特别依赖于设计者自身的经验。尤其对于叶片锻件工艺余块的设计,目前为止还没有规范的、通用的设计标准。若将智能化技术应用到对叶片锻件的设计中,将会提高设计效率与准确性。本课题将智能化技术与叶片工艺余块设计方法的研究相结合,并总结了企业长久以来积累的技术经验,提出了余块设计通用规则,开发了余块的智能设计系统,实现叶片余块的智能化设计,提高了产品设计效率。首先,简述了课题研究背景,分析了现有锻造成型技术及数值模拟技术在锻造生产中的应用,论述了国内外CAD模锻系统研究现状及目前智能化技术的发展与应用。据此,提出并确定了工艺余块智能设计技术的研究方向。其次,分析了叶片锻造的工艺特点,对企业长期以来设计生产中得到的设计经验进行总结。通过对叶身、根冠的转接结构进行分类,分析了进、出气边的分型面与分模斜度等对余块结构的影响;结合设计中的参数、结构要求等,分类建立了设计规则,提出了通用化的余块设计方法。以叶片锻件为研究对象,通过数值模拟,模拟了叶片的锻造成型过程;通过对叶片余块加放与否进行分析,得出余块加放的必要性;通过正交试验,对余块设计结构进行优化,得到了上模斜度与下模拔模角度的优化参数,并进一步进行了分析验证。分析了智能设计系统的构架与智能专家系统应用于CAD的优势,设计了余块设计智能系统结构。研究了实现余块设计智能化的关键技术。通过对余块设计内容的分层分解,令设计知识具有层次性;研究了余块设计中的过程知识与方法知识的表示方法;对适用于叶片余块设计的基于可拓关联的规则推理方法进行了研究,实现了智能化技术在余块设计中的应用。最后,给出了余块设计智能系统方案,使用二次开发的技术,开发了余块智能设计系统,并通过一个产品验证了系统运行。
【关键词】：叶片锻件 工艺余块 数值模拟优化 智能设计 二次开发
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG316
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 课题背景与意义7-8
• 1.2 锻造成型技术概况8-9
• 1.3 模锻CAD与智能化技术应用现状9-11
• 1.3.1 国内外模锻CAD研究现状9-10
• 1.3.2 基于知识的智能化设计研究现状10-11
• 1.4 叶片锻造过程数值模拟应用11-12
• 1.5 课题研究内容12-13
• 第二章 叶片锻件工艺余块设计研究13-28
• 2.1 引言13
• 2.2 叶片锻件工艺分析13-15
• 2.2.1 叶片锻件工艺特点13-14
• 2.2.2 叶片锻件设计14-15
• 2.3 叶片锻件工艺余块设计方法15-26
• 2.3.1 叶片锻件工艺余块设计目的与难点15-16
• 2.3.2 叶根的分类与形状分析16-18
• 2.3.3 工艺余块的结构设计18-26
• 2.4 通用工艺余块自动设计方案26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 叶片工艺余块设计数值模拟优化28-44
• 3.1 引言28
• 3.2 叶片锻造整体成型28-30
• 3.2.1 数值模拟准备28
• 3.2.2 叶片整体成型过程28-29
• 3.2.3 载荷—行程与错模力—行程曲线29-30
• 3.3 有、无工艺余块过渡对叶片成型的影响30-35
• 3.3.1 截面应力、应变分析31-33
• 3.3.2 材料填充分析33-34
• 3.3.3 载荷—行程曲线对比分析34-35
• 3.4 工艺余块过渡角度的优化试验35-43
• 3.4.1 工艺余块结构种类的试验选择35-36
• 3.4.2 因素、水平与指标36-37
• 3.4.3 实验结果分析37-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 叶片工艺余块智能设计技术研究44-61
• 4.1 引言44
• 4.2 智能设计概述及特点44-46
• 4.2.1 知识工程简介44-45
• 4.2.2 智能设计系统的构架45-46
• 4.2.3 智能系统应用于余块设计的优点46
• 4.3 叶片工艺余块的智能设计技术应用46-60
• 4.3.1 工艺余块智能化设计结构47-48
• 4.3.2 工艺余块设计内容的分层分解48-50
• 4.3.3 工艺余块设计知识的获取50-52
• 4.3.4 工艺余块设计知识的表示52-56
• 4.3.5 应用于工艺余块设计的规则推理方法分析56-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 叶片工艺余块智能设计系统开发与实现61-75
• 5.1 引言61
• 5.2 工艺余块设计智能系统模块总体方案61-64
• 5.2.1 系统总体框架61-62
• 5.2.2 系统设计思想62-64
• 5.3 工艺余块设计智能化系统开发64-71
• 5.3.1 系统开发工具64-65
• 5.3.2 系统功能模块与知识库组织结构65-67
• 5.3.4 工艺余块设计向导67-71
• 5.4 应用实例71-74
• 5.5 本章小结74-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75
• 6.2 展望75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-81
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文81

【参考文献】

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本文编号：878329