Инженеры "Центра компьютерного инжиниринга" (CompMechLab®) Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого впервые в отрасли интегрировали сквозное моделирование технологических процессов изготовления деталей в разработку цифрового двойника (ЦД-П) авиационного газотурбинного двигателя ТВ7-117СТ-01. Это позволит выявлять и учитывать влияние отклонений и остаточных напряжений, которые могут возникнуть при производстве детали, на параметры как отдельной детали, так и изделия в целом.

Сквозное моделирование технологического процесса включает в себя моделирование последовательности отдельных технологических операций и обязательное обеспечение трансфера информации о состоянии заготовки между ними.

"Для проведения сквозного моделирования технологического процесса, в первую очередь, производится настройка цепочки изготовления и обработки детали перед ее установкой в сборку, а именно задается последовательность и параметры основных технологических операций. Для каждого типа технологической операции в цифровой платформе CML-Bench™* разработан виртуальный испытательный стенд, универсальный относительно обрабатываемой детали. Для моделирования технологических операций могут быть использованы как специализированные, предназначенные для конкретной технологической операции, так и универсальные системы конечно-элементного анализа.

Например, моделирование операций обработки металлов давлением, таких как горячая и холодная штамповка, свободная ковка, выполняется в отечественном программном обеспечении QForm, а моделирование процессов ортогонального точения выполняется в программном обеспечении компании Dassault Systèmes - SIMULIA Abaqus**. В результате моделирования технологической операции получается набор файлов, содержащих информацию о состоянии заготовки (геометрия, остаточные напряжения, состояние материала), в определенном формате. Наша задача состояла в обеспечении корректной интерпретации этой информации при моделировании последующей операции", - объясняет технологию сквозного моделирования технологических процессов ведущий инженер Инжинирингового центра "Центр компьютерного инжиниринга" (CompMechLab®) СПбПУ Татьяна Сергеева.

Для интеграции расчетных моделей были разработаны скрипты автоматизированной обработки результатов и конвертации выходных данных в формат, необходимый для выполнения моделирования следующей технологической операции. Это стало возможным благодаря постоянному расширению функционала и спектра совместимого ПО платформы CML-Benchтм, на которой ведется разработка цифрового двойника ТВ7-117СТ-01.

В результате такого моделирования каждая технологическая операция имеет историю не только наследованной геометрии детали, но и напряженно-деформированного состояния детали, полученного в ходе моделирования технологических операций. Это позволяет определить места высокой концентрации напряжений в детали, которые должны быть учтены в расчетах на прочность....