Un enfoque eficiente para el modelado paramétrico y la predicción de la forma de fabricación de la hoja hueca
Autores: Zhang, Xiaojie; Chen, Weiyu; Hu, Dianyin; Wang, Rongqiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un enfoque eficiente para el modelado paramétrico y la predicción de la forma de fabricación de la hoja hueca
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Palas de ventilador huecas
Deformaciones
Modelo de elementos finitos
Métodos de acoplamiento
Precisión de predicción
Análisis de caliente a frío
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, las palas de ventilador huecas se han utilizado ampliamente para cumplir con los requisitos de los aeroengines en cuanto a ligereza y mejor rendimiento. Sin embargo, la pala de ventilador hueca cambiará de la forma de fabricación a la forma de operación con grandes deformaciones durante su funcionamiento. Esta desviación, si se ignora, conducirá a resultados engañosos para el análisis estructural y aerodinámico. Sin embargo, los métodos existentes tienen baja precisión de predicción o requieren muchos cálculos en caso de grandes deformaciones. En este artículo, se propone un método iterativo para el modelado paramétrico, la generación automática del modelo de elementos finitos y el análisis de caliente a frío de una pala de ventilador hueca en forma de H. Se comparan la precisión y eficiencia de los métodos de desacoplamiento tradicional (UCM) y de acoplamiento débil (WCS), así como el método propuesto de acoplamiento fuerte-débil (SWCS), con el método de acoplamiento fuerte (SCU) como referencia. Los resultados muestran que se pueden lograr mejoras en la precisión de predicción con el método SWCS, y el error de la máxima deformación de la pala es del 2.3%, mientras que el error del método UCM y del método WCS es del 30% y 12%, respectivamente. Se puede observar una excelente concordancia entre los métodos SWCS y SCU en toda la altura de la pala, con errores del 2% al 5%, y el tiempo de cálculo del método SWCS es solo el 2.5% del método SCU, que se reduce de 7200 minutos a 180 minutos, lo que hace posible realizar el análisis de caliente a frío en la etapa de diseño.
Descripción
En los últimos años, las palas de ventilador huecas se han utilizado ampliamente para cumplir con los requisitos de los aeroengines en cuanto a ligereza y mejor rendimiento. Sin embargo, la pala de ventilador hueca cambiará de la forma de fabricación a la forma de operación con grandes deformaciones durante su funcionamiento. Esta desviación, si se ignora, conducirá a resultados engañosos para el análisis estructural y aerodinámico. Sin embargo, los métodos existentes tienen baja precisión de predicción o requieren muchos cálculos en caso de grandes deformaciones. En este artículo, se propone un método iterativo para el modelado paramétrico, la generación automática del modelo de elementos finitos y el análisis de caliente a frío de una pala de ventilador hueca en forma de H. Se comparan la precisión y eficiencia de los métodos de desacoplamiento tradicional (UCM) y de acoplamiento débil (WCS), así como el método propuesto de acoplamiento fuerte-débil (SWCS), con el método de acoplamiento fuerte (SCU) como referencia. Los resultados muestran que se pueden lograr mejoras en la precisión de predicción con el método SWCS, y el error de la máxima deformación de la pala es del 2.3%, mientras que el error del método UCM y del método WCS es del 30% y 12%, respectivamente. Se puede observar una excelente concordancia entre los métodos SWCS y SCU en toda la altura de la pala, con errores del 2% al 5%, y el tiempo de cálculo del método SWCS es solo el 2.5% del método SCU, que se reduce de 7200 minutos a 180 minutos, lo que hace posible realizar el análisis de caliente a frío en la etapa de diseño.