Передекспериментальна оцінка траєкторії наплавлення для дротово-дугового адитивного виготовлення лопатей гребного ґвинта
Loading...
Files
Date
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
DOI
Abstract
Мета. Розробити підхід до передекспериментальної перевірки та коригування траєкторій наплавлення під час дротово-дугового адитивного виготовлення з керованим перенесенням металу для елементів лопаті гребного ґвинта з порожнистою комірчастою структурою на основі нестаціонарного теплового моделювання.
Методика. Використано ітераційну процедуру конструкція – технологія, що узгоджує вимоги міцності, стійкості оболонки, модальних характеристик і оброблюваності внутрішніх поверхонь з обмеженнями траєкторії наплавлення. Місця початку і завершення проходів розташовували в зонах низьких напружень, визначених методом скінченних елементів. У мові параметричного проєктування ANSYS реалізовано тривимірну нестаціонарну теплову модель з активацією матеріалу, двоеліпсоїдним джерелом тепла Голдака, конвективними та радіаційними тепловтратами й покроковим усередненням імпульсного тепловкладення. Збіжність оцінювали для кроків часу Δt = 0,01/0,005 с та розмірів сітки в зоні друку h = 1/0,75/0,5 мм; як робочі прийнято Δt = 0,01 с і h = 1 мм. За температурними історіями введено інтегральні індекси якості: перегріву вище ліквідусу (Iover), ризику тверднення в інтервалі солідус – ліквідус на охолодженні (Isolid) та часу перебування вище солідусу (Ifusion). Результати. Аналіз полів індексів і статистичних показників розрахункової області дав змогу локалізувати зони повторного нагріву, нерівномірного розподілу тепловкладення та недостатньої взаємодії між суміжними проходами. Отримані розподіли показали, що прийнята траєкторія потребує локального коригування, а за необхідності – зміни тривалості пауз охолодження або параметрів процесу до виготовлення першого зразка.
Наукова новизна. Набір фізично обґрунтованих накопичувальних теплових індексів інтегровано з оцінюванням траєкторії у тривимірній нестаціонарній моделі наплавлення з керованим перенесенням металу для порожнистих комірчастих лопатей гребних ґвинтів. Практична значимість. Запропонована процедура дає змогу виявляти неприйнятні фрагменти траєкторії до експериментального наплавлення, зменшувати кількість пробних ітерацій і підвищувати ймовірність стабільного формування валиків і прийнятних умов тверднення.
Description
Keywords
кероване перенесення металу , нестаціонарне термічне моделювання , джерело тепла Голдака , активація матеріалу , накопичувальні теплові індекси , умови тверднення , нікель-алюмінієва бронза , комірчаста структура , cold metal transfer , transient thermal simulation , Goldak heat source , material activation , cumulative thermal indices , solidification conditions , nickelaluminum bronze , cellular structure
Citation
Манько, В. В. Передекспериментальна оцінка траєкторії наплавлення для дротово-дугового адитивного виготовлення лопатей гребного ґвинта = Pre-experimental assessment of deposition path for wire-arc additive manufacturing of propeller blades / В. В. Манько // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2026. – № 2 (23). – С. 5–18.