[发明专利]一种基于仿真的单晶涡轮叶片复合控制引晶技术

权利要求书

1.一种基于仿真的单晶涡轮叶片复合控制引晶技术，该方法的特征在于包括以下步骤:

步骤1

通过Procast仿真得到定向凝固结束后叶片温度场，将温度场导入Procast软件CAFE模块中，确定其缘板杂晶形核位置。

步骤2

切换至Visual Viewer界面，将缘板切片，查看凝固过程，确定缘板截面四个边角凝固顺序。

步骤3

结合缘板杂晶形核位置和缘板凝固先后顺序，在叶片CAD模型上添加引晶条。根据缘板尺寸，叶身引晶段尺寸设计引晶条尺寸与结构。主要包括截面面积，引晶条下端距叶身引晶区高度。

步骤4

切换至Visual Mesh界面，增大缘板模壳厚度，减小叶身与缘板的过渡区(热障区)模壳厚度，在Shelling中选择Multi Thickness，对需要单独设置的各区域进行选择，最终生成模壳。具体步骤如下：

[1]叶身整体模壳厚度设置。

[2]热障区模壳变薄。选择指定区域面网格节点，在Shelling新建一个Shell patch设置模壳厚度。

[3]缘板上下表面加厚。结合软件的可操作性，将叶片单独显示，全选面网格节点后，调整Feature Angle(在复杂曲面处经测试一般为5°-10°)再进行缘板部分反选，最后加厚模壳在Shell Options的All Other面板处显示。

步骤5

按上述根据杂晶形核位置，采用引晶条、变模壳厚度来定点保温和散热的方法进行仿真，研究仿真前后截面尺寸突变处的温度场及晶粒取向变化情况。避免了传统引晶条在缘板上的添加方式仍然是基于试错法、依靠经验的层面，采用精细式的仿真手段，根据仿真中的杂晶形核位置,定点散热+定点保温的方法来控制截面尺寸突变处的温度场,改善热障区的过热状态,对抑制杂晶和优化晶粒取向起到一定的作用。