Сделай Сам Свою Работу на 5

Основные этапы анализа кристаллизации и затвердевания





Эксплуатационные свойства литых деталей определяются условиями формирования кристаллического тела отливки в процессе ее затвердевания. В первоначальной стадии кристалл лизации жидкого металла теплота отводится главным образом со стороны холодильника, но с увеличением толщины затвердевшего слоя начинает преобладать отвод теплоты боковыми стенками. Как результат повышенной скорости кристаллизации про исходит уменьшение размеров структурных составляющих материала и уменьшается размер дендритной ячейки. Макроструктура – один из основных параметров, характеризующих качество отливки. Если рассматривать равноосную структуру, то мелкозернистая предпочтительнее крупнозернистой, так как обладает повышенной прочностью и ударной вязкостью. Вместе с тем отливки с равноосной структурой, даже с очень мелким зерном, обладают более низкими эксплуатационными свойствами, чем отливки, имеющие ориентированную структуру. Чтобы разработать технологию получения отливки, например, методом направленной кристаллизации, обычно требуется провести много опытных плавок, подбирая скорость протяжки формы и температурный режим установки, позволяющие получить требуемое количество зерен с определенной ориентировкой. Подавляющее большинство систем моделирования литейных процессов, призванных сэкономить время на разработку технологии и снизить производственные расходы, оказываются в этом случае бессильны, так как не имеют ни инструментария для описания технологии НК, ни специальных моделей для ее расчета (включая моделирование зеренной структуры). Исключение составляет сисс тема ProCAST, которая обладает всем необходимым, чтобы полностью проаналии зировать технологию и дать исчерпывающие ответы на поставленные технологом вопросы.



Другим программным продуктом является Poligon, особенностью котрого является современный уровень применяемых физических моделей, математических методов и алгоритмов, высокая скорость вычислений, ориентация на многоядерные процессоры.

На сегодняшний день использование систем компьютерного моделирования литейных процессов, и в частности системы «ПолигонСофт» является приоритетным направлением большинства ведущих российских предприятий оборонной и космической промышленности, авиа- и автомобилестроения. Предпочтение, отдаваемое данной программе многими предприятиями обусловлено гибкостью и легкость интеграции системы в существующий технологический процесс, высокой достоверностью получаемых результатов, современными физическими моделями, дружественным интерфейсом и высокой скоростью расчетов. Система зарекомендовала себя как прекрасный прикладной инструмент технолога – литейщика и конструктора.



Использование системы компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП) «ПолигонСофт» (PoligonSoft) для моделирования литейных технологий обеспечивает:

- снижение брака;

- снижение расходов на отработку технологии;

- снижение временных затрат на внедрение новых технологий;

- снижение расхода материалов;

- гарантированно высокий уровень свойств отливок;

- быструю подготовку специалистов-литейщиков.

СКМ ЛП «Полигон» позволяет моделировать следующие виды литья:

1. литье в песчаную форму с любым связующим;

2. литье в кокиль, в том числе водоохлаждаемый;

3. литье по выплавляемым моделям;

4. литье по газифицируемым моделям;

5. литье по процессу вакуумно-пленочной формовки;

6. литье под давлением;

7. литье под низким давлением;

8. жидкая штамповка (литье с кристаллизацией под давлением);

9. центробежное литье;

10. затвердевание с учетом подвода электрического тока;

11. направленное затвердевание в вакуумных печах при лучистом теплообмене.

Система имеет большое количество специальных и универсальных функций. Это позволяет использовать систему для моделирования любых литейных технологий. «ПолигонСофт» может учитывать самые различные материалы, фильтры, всевозможные утеплители, противопригарные покрытия, «тепловые трубки», холодильники и т.п. С помощью СКМ ЛП «ПолигонСофт» можно промоделировать и проанализировать:



1. процесс заполнения формы расплавом, получая информацию о полях скоростей и температурах металла в процессе заливки, возможных перемерзаниях питающих каналов;

2. процесс затвердевания отливки – тепловые поля;

3. процессы формирования макро- и микропористости;

4. фильтрационную задачу, включая моделирование полей давления;

5. напряженно-деформированное состояние отливки, включая прогноз образования трещин и силового взаимодействия отливки и формы;

6. различные задачи, основанные на пост- обработке расчетных полей, позволяющие прогнозировать механические свойства, пригар, структурные параметры и т.п.

Одно из главных преимуществ системы – это физическое моделирование всех процессов, так, как они протекают в реальности. При моделировании различных вариантов одной и той же технологии можно создавать полные описания каждого варианта, для последующего сравнения и выбора наилучшего. Так же происходит автоматическое сохранение всех результатов, которые потом можно просмотрет или записать анимационный файл. СКМ ЛП «ПолигонСофт» обладает мощной системой визуализации расчетных данных. С помощью этой системы можно увидеть все, что происходило с отливкой в любой момент времени в любой ее части. Полнота визуально представленной информации является одним из существенных достоинств системы «ПолигонСофт». В СКМ ЛП «ПолигонСофт» возможно:

- увидеть отливку/форму под любым углом;

- создавать любые сечения как для отливки и формы совместно, так и раздельно;

- заглянуть в тело отливки и наблюдать за течением всех процессов в объеме;

- выводить любые расчетные данные в виде цветовых полей;

- задавать любую цветовую шкалу;

- выводить информацию о скорости и направления потока в векторном виде;

- показывать изоповерхности, области выше или ниже заданного значения;

- устанавливать «датчики» в любом месте отливки/формы на любой расчетный параметр;

- просматривать графики, записанные с помощью «датчиков».

В СКМ ЛП «ПолигонСофт» предусмотрен анализ многих свойств и параметров по расчетным данным, таких как структура, твердость, пригар, размывы формы и т.п. Также возможно задать свои критерии анализа, требуемые для конкретного производства. В СКМ ЛП «ПолигонСофт» реализованы технологии многопоточной обработки для современных многоядерных систем, что позволяет существенно ускорить процесс расчета и полностью использовать вычислительный потенциал двух-, четырех- и восьмиядерных процессоров.
СКМ ЛП «ПолигонСофт» поставляется с обширной базой свойств материалов формы и сплавов, открытой для редактирования. В состав СКМ ЛП «ПолигонСофт» входит специальный модуль для генерации теплофизических свойств сплавов по хим. составу. Присутствует учебник и большая справочная система. Первая версия системы «Полигон» разработана в 1989 г. в ЦНИИМ (Санкт-Петербург) по тематике Министерства оборонной промышленности и была внедрена на ряде предприятий отрасли.

 

Контролируемый минимум знаний

1. Чем обусловлено качество фасонной отливки ответственного назначения?

2. Возможности программ компьютерного моделирования литейных процессов.

3. Различие между кристаллизацией и затвердеванием.

4. Какой процесс позволяют моделировать компьютерные программы?

5. Что является итогом компьютерного м.делирования литейного процесса?

6. Какие способы литья возможно реализовать с помощью компьютерных прграмм?

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ

Задачи работы

1. Овладение теоретическими знаниями о взможностях компьютерного моделирования литейных процессов.

2. Практическое освоение моделирования фасоного литья изделия сложной формы с требуемыми свойствами.

 

Материальное оснащение

1. Методическая разработка.

2. Компьютерный класс, оснащённый програмным обеспечением (Poligon, Procast).

 

Содержание отчета

1. Основные сведения о возможностях компьютерного моделирования литейных процессов.

2. Распечатка результатов моделирования.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.