Integration of a property simulation tool for virtual design and manufacturing of forged disks for aero engine applications

Projektinformationen

PROSIT

ID Finanzhilfevereinbarung: 714043

DOI 10.3030/714043

Abgeschlossenes Projekt

EK-Unterschriftsdatum 4 Juli 2016

Startdatum 1 August 2016

Enddatum 31 Juli 2020

Finanziert unter

• SOCIETAL CHALLENGES - Smart, Green And Integrated Transport

Gesamtkosten € 450 000,00

EU-Beitrag € 450 000,00

Koordiniert durch

VOESTALPINE BOHLER AEROSPACE GMBH & CO KG
Austria

Projektbeschreibung

Das Potenzial von Motorscheiben durch genaue Modellierung der Streckgrenze ausschöpfen

Die Ausschöpfung des vollen Potenzials geschmiedeter Motorscheiben ist aufgrund von Schwankungen der Streckgrenze in Umfangsrichtung begrenzt. Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Schwankungen durch bestimmte Prozessbedingungen verursacht werden: hauptsächlich während der Verarbeitung der Bolzen und des letzten Schmiedevorgangs im geschlossenen Gesenk. Dadurch ist die Motorkonstruktion gezwungen, aus Sicherheitsgründen konservativ zu bleiben, was zu weniger effizienten Motoren führt. In diesem Zusammenhang soll das EU-finanzierte Projekt PROSIT den vollständigen Ansatz der integrierten rechnergestützten Werkstoffentwicklung verbessern und die Berücksichtigung der Auswirkungen der Inhomogenität bei der Herstellung der Bolzen und des direkten Alterungsblaseffekts beim Endpressen auf die Streckgrenze ermöglichen. Ziel ist es, eine leichtere und gleichzeitig sicherere Motorscheibe zu entwickeln, die zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch und niedrigeren CO2-Emissionen führt.

Ziel

In order to overcome current shortcomings of the state-of-the-art simulation chain, this project will make improvements on microstructural modelling (integration of non-uniform microstructures), billet modelling (evaluation of billet inhomogeneity introduced during feedstock processing) and modelling of materials properties (yield strength variations in circumferential direction, influence of non-uniform grain structures) available to the customer. On the one hand, this means a further development of already demonstrated capabilities of Böhler Schmiedetechnik GmbH & Co KG (BSTG) to simulate microstructural and mechanical properties for increasing prediction fidelity. On the other hand, this is of special importance for efficiency of future engines (i.e. lower fuel consumption, reduction of CO2 emission, etc.), as a fully integrated simulation chain allows for an optimization of forged engine disks in respect of weight and safety.
Yield strength variations in circumferential direction were observed in an earlier research project. It was assumed, that this behavior is caused by variations in the billet and certain process conditions during the last forging operation. Aiming to the topic of this proposal, these additional impacts should be analyzed (for metallurgical understanding) and included in an existing mechanical properties simulation tool (for quantitative prediction). The influence of inhomogeneous breakdown and converting of the billet will be elaborated together with the billet supplier Böhler Edelstahl GmbH & Co KG (BEG). This close collaboration is essential to enable a fully integrated simulation chain. After establishing a grain class model to predict duplex grain structures, the effect of duplex grain size on yield strength and fatigue properties will be studied. Finally, a validation has to be done on forged turbine disks to show the effectiveness and capabilities of the further developed mechanical properties simulation tool.

Wissenschaftliches Gebiet

• agricultural sciences › agriculture, forestry, and fisheries › agriculture › grains and oilseeds
• engineering and technology › environmental engineering › energy and fuels
• natural sciences › computer and information sciences › software › software applications › simulation software

Programm/Programme

• H2020-EU.3.4. - SOCIETAL CHALLENGES - Smart, Green And Integrated Transport Main Programme
• H2020-EU.3.4.5.5. - ITD Engines

Thema/Themen

• JTI-CS2-2015-CFP02-ENG-02-03 - Integration of a property simulation tool for integrated virtual design & manufacturing of forged discs/rotors for aero engine applications

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

H2020-CS2-CFP02-2015-01

Finanzierungsplan

CS2-RIA - Research and Innovation action

Koordinator

VOESTALPINE BOHLER AEROSPACE GMBH & CO KG

• Netto-EU-Beitrag: € 387 375,00
• Adresse: MARIAZELLER STRASSE 25 ; 8605 KAPFENBERG ; Österreich
• Region: Südösterreich › Steiermark › Östliche Obersteiermark
• Aktivitätstyp: Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
• Gesamtkosten: € 387 375,00

Beteiligte (1)

VOESTALPINE BOHLER EDELSTAHL GMBH &CO KG

Österreich

• Netto-EU-Beitrag: € 62 625,00
• Adresse: MARIAZELLER STRASSE 25 ; 8605 Kapfenberg
• Region: Südösterreich › Steiermark › Östliche Obersteiermark
• Aktivitätstyp: Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
• Gesamtkosten: € 62 625,00