中介机匣作为航空发动机的关键部件，其位置处于发动机中部，连接并过渡风扇机匣与高压压气机，是承力结构的重要组成部分。它的性能直接影响着航空发动机的整体效能，因此对它的可靠性和寿命有着极高的要求。该机匣需在极端的高温、高压环境下工作，这使其常常面临铸造裂纹和应力集中的问题。
铸造过程中的裂纹和应力问题主要是由于材料在凝固和冷却阶段的收缩不均所导致的。这些缺陷不仅会降低材料的力学性能，同时在外部残余应力和环境因素的影响下，还可能引发裂纹甚至导致机匣开裂。对中介机匣进行应力数值模拟分析显得尤为重要。
数值模拟技术为工艺人员提供了有力的分析工具，能够在设计阶段就预测并优化铸件的工艺流程，从而缩短设计和试制周期，降低产品成本。通过采用不同的模拟模型和软件，如FDM、FEM、ADINA、ANSYS、ProCAST等，研究人员能够更深入地了解铸件在不同工艺条件下的应力分布和变化规律。
在具体的模拟研究中，河北钢研德凯科技有限公司等单位联合发表了关于熔模铸造钛合金中介机匣应力数值模拟的文章。文章详细介绍了利用ProCAST软件对熔模铸造钛合金中介机匣进行应力模拟的过程，分析了铸件在真空冷却、室温冷却、型壳处理和浇注系统处理等工艺流程中的应力分布情况。
模拟结果显示，在特定的冷却和浇注过程中，铸件的充型过程平稳且应力值随温度降低而增大。当铸件冷却至室温时，型壳对铸件的应力分布影响较小。通过对比分析浇口、冒口处与正常区域的应力分布，发现支板的圆角处是主要的应力集中区域。这些结果为实际生产过程中的工艺优化提供了有力的参考。
在试验验证阶段，研究人员采用了小孔法对中介机匣表面的残余应力进行了测量，并将测量结果与模拟结果进行了对比。虽然两者之间存在一定的误差，但总体上模拟结果与实际测量结果相吻合，这进一步验证了模拟的准确性和可靠性。
通过以上研究，我们对中介机匣在熔模铸造过程中的应力分布和变化规律有了更深入的了解，这为优化工艺流程、提高产品质量提供了重要的依据。这也为其他类似铸件的生产和研发提供了有益的参考。
【参考文献】