بهينه‌سازي پيش‌فرم آهنگري پره توربين با استفاده از روش سطوح پاسخ

Forging preform optimization of turbine blade using response surface method

يكي از روش‌هاي توليد پره‌ها آهنگري است. اما با توجه به پيچيدگي‌هاي پره امكان توليد آن در يك مرحله وجود نداشته و در نظر گرفتن پيش‌فرم براي آن لازم است. پيش‌فرم مناسب مي‌تواند پر شدن كامل قالب را تضمين كرده و موجب كاهش نيروي آهنگري، كاهش مواد هدر رونده به صورت پليسه و يكنواخت شدن كرنش هاشود. در اين مقاله يك هندسه اوليه براي پيش‌فرم، با استفاده از سطح مقطع بيضوي براي قسمت ايرفويل، در نظر گرفته شد و روش سطوح پاسخ براي بهينه‌سازي اين پيش‌فرم استفاده شد. هدف‌هاي بهينه‌سازي، پر شدن كامل قالب و كاهش حجم پليسه، نيروي آهنگري و واريانس كرنش در نظر گرفته شد. در پايان، مدل بهينه با مدل روش توزيع جرم مقايسه شد. نتايج نشان مي‌دهد كه روش سطوح پاسخ نتايج بهتري نسبت به روش توزيع جرم به دست مي‌دهد. همچنين از مدل‌سازي فيزيكي براي صحت سنجي نتايج به دست آمده از شبيه سازي استفاده شد. نتايج نشان داد مطابقت خوبي بين نتايج شبيه سازي و نتايج تجربي وجود دارد.

Forging is one of the blade production methods. But according to the complications of blades, they canʹt be produced in one stage and itʹs necessary for them to consider preform. In this research, a basic geometry with elliptical cross section for airfoil of blade, was considered and response surface method was used to optimize this preform. Optimization purposes were considered completely die filling and reduction of flash volume, forging load and strain variance. At the end, optimized preform was compared with the model of mass distribution method. Results show response surface method gives better results than mass distribution method. Also physical modeling was used for verification of simulation results. Results show simulation results have a good corresponding with experimental results.