Descrizione del progetto
Liberare il potenziale dei dischi motore grazie a un’accurata modellazione del carico di snervamento
L’utilizzo di tutto il potenziale dei dischi motore forgiati è limitato dalla variazione del carico di snervamento in direzione circonferenziale. La ricerca ha dimostrato che queste variazioni sono causate da alcune condizioni di processo e avvengono principalmente durante la trasformazione della billetta e l’ultima operazione di forgiatura a stampo chiuso. Ciò costringe i progettisti a rimanere conservativi per garantire la sicurezza, determinando una minore efficienza dei motori. In questo contesto, il progetto PROSIT, finanziato dall’UE, si propone di migliorare l’approccio completo all’ingegneria computazionale integrata dei materiali, consentendo di considerare l’impatto della disomogeneità di produzione delle billette e dell’effetto di soffiatura diretta durante la pressatura finale sul carico di snervamento. Il risultato sarà un disco motore più leggero e più sicuro, con conseguente riduzione del consumo di carburante e delle emissioni di CO2.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Programma(i)
Meccanismo di finanziamento
CS2-RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
8605 KAPFENBERG
Austria