УДК 539.3
Технологическая оптимизация процесса
сверхпластической формовки тонкостенного кольца
воздухозаборника газотурбинных двигателей
c
○
А.В. Чередниченко
1
,
2
, Ю.М. Темис
1
,
2
,
А.И. Факеев
2
, А.П. Худяков
2
1
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
2
ЦИАМ им. П.И. Баранова, Москва, 111116, Россия
Рассмотрено использование технологического процесса сверxпластической формов-
ки (СПФ) для производства облегченных деталей газотурбинных двигателей. На
примере детали простой формы — полого кольца воздухозаборника — поставлена
и решена задача конструкторско-технологического проектирования. При решении
данной задачи учтены как особенности конструкции кольца воздухозаборника,
так и особенности процесса СПФ. Поставлена и решена задача технологической
оптимизации — выбраны целевая функция, параметры оптимизации и ограничения,
накладываемые на параметры оптимизации. Для решения задачи оптимизации
выбран и реализован алгоритм последовательного квадратичного программирова-
ния. Для снижения трудоемкости расчетов уменьшено количество геометрических
параметров оптимизации путем использования кубических сплайнов для описания
геометрии заготовки. Также определены оптимальные законы подачи давления
формовки, обеспечивающие изготовление качественной детали. Показана возмож-
ность применения предложенного подхода и для проектирования других деталей
газотурбинных двигателей.
Ключевые слова:
оптимальное проектирование, сверхпластическое формо-
образование, конструкторско-технологическое проектирование, тонко-
стенные детали газотурбинного двигателя.
Введение.
К современным авиационным газотурбинным двигате-
лям (ГТД) с каждым годом предъявляют все более жесткие требования
по экономичности, безопасности, шуму и эмиссии вредных веществ.
Учет этих требований при создании новых авиационных двигателей
приводит к необходимости существенного снижения массы как от-
дельных узлов и деталей, так и двигателя в целом. При этом узлы
и детали двигателя должны обладать заданными эксплуатационными
свойствами и характеристиками.
Одним из способов достижения необходимого результата являет-
ся использование новых конструктивных решений и (или) материалов
в ответственных деталях ГТД, что, в свою очередь, приводит к необхо-
димости использования современных технологических процессов при
изготовлении этих деталей. Такие технологические процессы могут
1
