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FORGE® NxT pour l'industrie aéronautique

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Les fabricants de pièces forgées destinées au secteur aéronautique doivent relever les défis de concevoir, tester et fournir des produits répondant aux exigences de qualité spécifiques à ce secteur.

Depuis sa création, Transvalor a collaboré étroitement avec les principaux fournisseurs européens de moteurs et pièces pour l’industrie aéronautique afin de développer un logiciel de simulation de pointe pour la conception de pièces de haute technologie. FORGE® NxT est désormais utilisé avec succès par des producteurs de pièces aéronautiques au plan mondial pour la conception et la fabrication de leurs composants tels disques, aubes, pièces de fuselage, trains d’atterrissage, roues, etc. FORGE® NxT est la solution pour minimiser les essais réels et de réduire les coûts tout en garantissant la qualité et les performances.

"La modélisation et l’optimisation  avec FORGE® de nos processus avant passage en production nous permettent de répondre aux demandes croissantes concernant l’augmentation de la qualité et la réduction des temps de développement. L’écoulement de matière de nos métaux non-ferreux tels que le Titane et l’Aluminium peuvent facilement être suivis et les outils être optimisés afin d’atteindre de meilleurs résultats. En outre, la grande flexibilité du logiciel permet une programmation personnalisée pour que de nouvelles idées de procédés puissent être facilement et rapidement intégrées au logiciel. Ceci donne à Otto Fuchs un avantage stratégique dans les domaines de l’aéronautique et de l’automobile."

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


FORGE® NxT intègre de nombreuses innovations qui en font un outil de simulation précis et fiable pour la conception de composants forgés de haute technologie.

Modèles et données

Un large éventail de modèles et de données matériaux spécifiques à l’industrie aéronautique sont intégrés dans FORGE® NxT:

  • De multiples lois de comportement : viscoplastique, élasto-viscoplastique, élasto-plastique. L’importante base de données matériaux inclut les données pour des aciers base-nickel, des aciers au titane ainsi que les aciers inox. Il est également possible d’utiliser des données issue de JMatPro SenteSoftware Ltd ainsi que d’intégrer des données tabulées. Les calculs sur des pièces en multi-matériaux sont également possibles et s’appuient sur des fonctionnalités uniques de maillage.
  • Des modèles de comportement anisotropes ainsi que des modèles plus complexes de loi d’écrouissage tels que l’écrouissage cinématique.
  • Une intégration de nombreuses lois de frottement permettant de définir facilement les coefficients de Coulomb, de Tresca, des coefficients de frottement visco-plastiques ou non uniformes.
  • Des coefficients de transfert thermique (HTC) pour différentes conditions de milieux environnants et pouvant être définis de manière non-uniforme.
  • Des modèles d’endommagement : Latham & Cockroft, Lemaître, Oyane, Shark skin, Rice & Tracey…
  • Une intégration de lois de recristallisation s’appuyant sur des modèles macroscopiques capables de prédire la recristallisation dynamique, la recristallisation statique/postdynamique et la croissance de grain. Les données de ces modèles sont disponibles pour des aciers base nickel, des super alliages ainsi que pour des aciers inox.
  • De plus, des modèles propres aux clients peuvent être intégrés grâce à l’utilisation de routines utilisateurs.
Prédiction de la taille de grain moyenne (ASTM) lors du forgeage au pilon d’un disque aéronautique en alliage base nickel. La recrystallisation est due essentiellement à de la recrystallisation meta-dynamique entre les coups.

 

Analyse couplée pièce-outil

La prédiction exacte de la température est un des résultats importants de la simulation. FORGE® NxT inclut la possibilité de faire des calculs couplés sur plusieurs corps et ainsi de prendre en compte de manière précise les variations de températures (ainsi que d’autres variables) dans la pièce et dans les outils.

Prédiction de la repartition de la taille de grain dans un disque aéronautique en 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

 

 

Base de données presses

FORGE® NxT comprend une base de données des presses et des équipements qui couvre les besoins de l’industrie aéronautique:

  • Pilon contre-frappe avec fonctionnalité multi-coups dans une seule simulation en incluant les temps d’attente,
  • presse à vis,
  • presse hydraulique,
  • prise en compte de la rigidité de l’équipement,
  • laminage circulaire avec pilotage en accroissement de diamètre (radial/axial) et galets centreurs

 

 

Temps CPU optimal

La précision des résultats est liée à la finesse du maillage EF. En tant que code leader en calcul parallèle, FORGE® NxT propose une solution unique de calculs HPC : la résolution thermomécanique, le remaillage et le transport sont traités intégralement en parallèle. Cela permet de lancer des calculs sur des maillages avec un très grand nombre de nœuds EF, de bénéficier d’un très bon niveau de scalabilité et d’obtenir des résultats très précis pour un temps de calcul acceptable.

Opération de finition d’une aube aéronautique. Evolution de la pression hydrostatique

Maillage final d'une aube aéronautique en alliage Titane de 1 030 000 éléments.

 

 

 

 

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