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FORGE® für die Luftfahrtindustrie

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Hersteller von Schmiedeteilen für Luftfahrtanwendungen stehen täglich vor der Herausforderung, ihre Produkte so zu konstruieren, zu prüfen und zu liefern, dass sie den hohen Ansprüchen der Luftfahrtindustrie genügen.

Seit seiner Gründung arbeitet TRANSVALOR eng mit weltweit führenden Herstellern von Bauteilen für Triebwerke und Luftfahrzeuge zusammen, um für diese technisch höchst anspruchsvollen Schmiedeteile eine geeignete Simulationslösung zu entwickeln. FORGE® NxT wird heute von den weltweit führenden Herstellern bei der Konstruktion und Produktion von Triebwerkteilen (Druckscheiben, Lüfterscheiben, nahtlose Ringe für Triebwerkgehäuse), Strukturbauteile oder Fahrwerke und Räder eingesetzt. Mit FORGE® NxT lassen sich Versuche mit Teilen im natürlichen Maßstab minimieren. Dies spart Kosten bei der Entwicklung von High-Tech-Komponenten.

Für weitere Informationen 
über FORGE® NxT

 

"FORGE® erfüllt die steigende Nachfrage nach Qualität und Entwicklungszeit, da alle unsere Prozesse modelliert und vor der Fertigung durch Simulation optimiert werden. Der Materialfluss unserer Nicht-Eisen-Metalle wie Titan und Aluminium kann leicht verfolgt werden und Werkzeuge können optimiert werden, um bessere Ergebnisse zu erreichen. Darüber hinaus die große Flexibilität der Software für die eigene Programmierung ein Pluspunkt.  FORGE® ermöglicht  eine automatisierte Vorbereitung der Simulation durch die erweiterten Möglichkeiten des Präprozessors. Neue Prozessideen können so schnell  umgesetzt werden, so dass Otto Fuchs strategische Vorteile im Luft-und Automobilbereich ausnutzen kann."

Mauricio Santaella
FEM-Analysis & Forging Simulation
Otto Fuchs KG
Meinerzhagen, Germany


Ursprünglich für die Luftfahrtindustrie entwickelt zeichnet sich FORGE® NxT heute durch zahlreiche Innovationen aus, die die Software zu einem präzisen und zuverlässigen Simulationswerkzeug für die Konstruktion von High-Tech-Schmiedeteilen macht.

Modelle und Daten

In FORGE® NxT sind zahlreiche, speziell auf die Luftfahrtindustrie abgestimmte Modelle und Daten integriert:

  • Das Werkstoffverhalten des Bauteils wird mit Hilfe von viskoplastischen, elasto-viskoplastischen und elastoplastischen Gesetzen vorhergesagt. FORGE® NxT verfügt über eine umfangreiche Werkstoffdatenbank. Unterstützung einer direkten Schnittstelle zu SenteSoftware Ltd. JMatPro und die Möglichkeit, anwenderspezifische Daten in Tabellenform zu integrieren, sind gegeben. Es besteht ferner die Möglichkeit zur Mehrkörper-Analyse mit Hilfe einer speziellen Vernetzungstechnik, die es erlaubt, ein Mehrkörper-System innerhalb eines einzigen Netzes zu definieren.
  • Integration verschiedener Reibungsgesetze, z. B. Coulomb, Tresca, viskoplastisch; darüber hinaus lassen sich problemlos eigene Reibungszahlen definieren.
  • Wärmeübergangskoeffizienten stehen für unterschiedliche Bedingungen der umgebenden Medien und Werkzeugkontaktbedingungen zur Verfügung; darüber hinaus können auch eigene Wärmeübergangswerte definiert werden.
  • Bereitstellung einer großen Zahl von Fehlerkriterien: Latham&Cockroft, Lemaître, Oyane, Shark skin, Rice Tracey…
  • Integration von Rekristallisationsgesetzen auf der Grundlage makroskopischer Modelle, mit denen die dynamische Rekristallisation, statische/postdynamische Rekristallisation und das Kornwachstum vorhergesagt werden können. Für diese Modelle werden Daten für Nickel-Superlegierungen und Edelstähle mitgeliefert.

Mit Hilfe von Unterroutinen können kundenspezifische Modelle definiert werden.

Vorhersage der mittleren Korngröße (ASTM) während des Hammerschmiedens einer Flugzeugscheibe aus einer Nickelbasislegierung. Die Rekristallisation kommt vor allem aufgrund der meta-dynamischen Rekristallisationstemperatur zwischen den Schlägen zustande.

 

Gekoppelte Teil-Werkzeug-Analyse

Für die Konstruktion eines Bauteils für ein Luftfahrtzeug ist die Vorhersagbarkeit der Temperatur ein kritischer Faktor. Dank der Möglichkeit einer Mehrkörper-Analyse und der gekoppelten thermomechanischen Analyse von Bauteil und Werkzeug liefert FORGE® NxT ein höchstgenaues Ergebnis.

Vorhersage der Verteilung der Korngröße in einer Scheibe aus der Luftfahrt in Inconel 718

 

"The analysis carried out with FORGE® to model the evolution of defects in Aeroengine disk forging would not have yielded results this close to experimental values on many other metal forging software products. FORGE® has a unique multi-body approach to modeling such complicated phenomena which enhances the simulation capabilities of processes."

Rajiv Shivpuri
Manufacturing Research Group
Ohio State University
Columbus OH, USA

 

Datenbank für spezifische kinematische Anlagenwerte

In FORGE® NxT ist eine umfangreiche Datenbank mit den kinematischen Anforderungen der Luftfahrtindustrie integriert:

  • Modellierung des Gegenschlaghammers mit Mehrfachschlagfähigkeit, einschließlich Wartezeit, in einer einzigen Simulation.
  • Spindelpresse
  • Hydraulikpresse
  • Berücksichtigung der Anlagensteifigkeit
  • Ringwalzanlagen einschließlich radial-axialen Positionier- und Zentrierwalzen
     

 

 

Unübertroffene Verkürzung der Rechenzeit

Die Ergebnisgenauigkeit ist eine Funktion der Netzgröße. Je feiner das Netz, desto genauer die Ergebnisse. Als Marktführer im Bereich der Parallelrechnung bietet FORGE® NxT eine einzigartige Lösung für Hochleistungsrechner. Umfangreiche Netzberechnungen können mit Multi-Core-Prozessoren durchgeführt werden, wobei alle Vorgänge wie thermomechanische Rechnungen, Remeshing und Darstellungs-Mapping parallel ablaufen. FORGE® NxT bietet höchste Skalierbarkeit für präzise Ergebnisse bei kurzen Rechenzeiten.

Endoperation einer Turbinenschaufel. Entwicklung des hydrostatischen Drucks
Netz einer Turbninenschaufel einer Titanlegierung mit 1 030 000 Knoten.

 

 

 

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