Повышение эффективности ионной очистки деталей ГТД с учетом температурных ограничений

Бесплатно!

Категория: .

Описание материала

Диссертация посвящена разработке научно обоснованных принципов повышения эффективности ионной очистки деталей ГТД с учетом температурных ограничений.
Содержит результаты теоретических и экспериментальных исследований. Исследования базируются на методах математического моделирования, аналитических и численных методах решения задач математической физики. При выполнении численных расчетов использованы сертифицированные расчетные CAD/CAE- пакеты на основе метода конечных элементов, при экспериментальных исследованиях – методы растровой электронной микроскопии и рентгеновского энерго-дисперсионного микроанализа, бесконтактного измерения на спекл-интерферометрическом комплексе, при определении примесных включений до и после очистки использовался люминесцентный оптический спектральный комплекс.
В работе предложена экспериментально-расчетная методика назначения ре-жимов ионной очистки с учетом тепловых ограничений для материала детали. Значения температуры детали, рассчитанные по предложенной методике, превышают экспериментальные не более чем на 5%. Для задачи о выборе режима очистки по тепловому состоянию детали это дает дополнительный запас по температуре фазового перехода материала изделия.
На основании анализа существующих методов очистки деталей ГТД сформулированы требования к технологическому процессу очистки лопаток ГТД с учетом тепловых ограничений, накладываемых на материал изделия. Обоснован выбор ионных методов очистки в вакуумной камере с последующим напылением покрытия, как наиболее удовлетворяющий требованиям к качеству очистки. Разработана научно обоснованная методика выбора режимов ионной очистки деталей ГТД для увеличения её производительности.
Проведен анализ существующих подходов расчета механизмов ионного травления. Для расчета теплового состояния детали при ионной очистке предложена экспериментально-расчетная модель, основанная на учете составляющих баланса энергии на поверхностях. Модель учитывает зависимость коэффициента распыления от энергии ионов и угла их падения. Для задания интенсивности тепловых источников предложено использовать экспериментальные данные о распределении полной энергии и ионного тока по сечению пучка ионов. Адекватность предложенной модели подтверждена сопоставлением результатов численного моделирования и экспериментальных данных.
Впервые предложен метод аналитического определения места действия теплового источника произвольной формы на поверхность детали, совершающей сложное, в том числе планетарное, движение. Метод основан на применении аппарата R-функций и предполагает задание координат поверхности детали в CAD- системе.
В качестве технологических источников ионов для комбинированных установок, совмещающих возможности очистки поверхности и нанесение покрытий, экспериментально обосновано применение автономных ионных источников для очистки деталей ГТД с учетом температурных ограничений, накладываемых на материал изделия.
В результате эксперимента с образцов из материала ЖС6-К были удалены 20 соединения типа бензольных колец (как в одиночных, так и в группах), содержащих окси- (-ОН) и амино- (-NH2) группы; =SH, =CH, C≡N, C≡C, С=С (алкины, амины, нитрилы, алкалы), –ОН (производные от высших спиртов и фенолов). Наблюдалось увеличение фактической площади поверхности, при этом шероховатость поверхности на микроскопическом уровне уменьшилась, что можно объяснить эффектом «полирования», который возникает при изменении угла падения атомов аргона к нормали поверхности при повороте лопатки относительно своей оси. В ходе эксперимента при заданных параметрах технологических источников было сокращено расчетное время обработки изделия на 10%.
Результаты работы, приведенные в материалах диссертации, внедрены в АО «Мотор Сич» по назначению режимов ионной очистки лопаток авиационных двигателей с учетом тепловых ограничений. Сформирована научно-техническая база, которая используется при выполнении научных исследований и подготовке специалистов в Национальном аэрокосмическом университете им. Н.Е. Жуковского «ХАИ».

Характеристики

Автор(ы)

Гарин А.О.

Год издания

2013

Количество страниц

133

Язык

Russian

Типы файлов

pdf

Раздел

Ионно-плазменное оборудование и технологии

Качество

excellent

Отзывы

Пока нет отзывов, хотели бы вы добавить свой отзыв?

Добавьте первый отзыв “Повышение эффективности ионной очистки деталей ГТД с учетом температурных ограничений”

Введите текст вашего объявления о Купле/продаже!

*

*

*