Компьютерное моделирование литейных процессов
Системы моделирования литейных процессов позволяют проанализировать технологический процесс получения отливки на этапе его разработки, подобрать необходимую литниково-питающую систему и определить оптимальные технологические параметры процесса литья. Использование таких расчетов в «сквозном проектирования» позволяет сэкономить на возможной доработке литейной оснастки и сократить время на отработку литейной технологии.


Расчет систем, имеющих сложные геометрические конфигурации, такие как моделирование процессов заполнения формы и затвердевания отливки, выполняются при помощи приближенных численных методов, таких, как метод конечных элементов. Суть метода заключается в решении дифференциальных уравнений в некоторой области, разбитой на конечное количество подобластей. Решением подобной задачи является отыскание значений функций в узлах элементов. Метод конечных элементов позволяет максимально учесть геометрию отливки и выявить незначительные дефекты.


Для моделирования литейных процессов на кафедре  ТЛП активно используется программный CAE пакет ProCast (ESI Group), один из признанных лидеров на рынке продуктов такого рода.


Результат моделирования во многом зависит от адекватности компьютерной модели реальным условиям формирования отливки, поэтому ошибочные исходные условия моделирования приводят к ошибкам при моделировании. Особенно сильно на результат моделирования влияет точность теплофизических характеристик металла и формы.


При помощи пакета ProCast возможно получение представления о следующих литейных процессах:


1. Заполнение металлом полости формы.


Расчет течения описывается полным уравнением Новье-Стокса и проводится вместе с анализом температуры и напряжений. В решатель добавлена специальная модель для анализа турбулентных потоков, что позволяет получить представление о характере заполнения формы расплавом, турбулентном течении, засорах, недоливах и холодных спаях.


2. Кристаллизация сплава и затвердевания отливки.


Проводится вычисление температурных полей в отливке и форме, выявления термических узлов в отливке, мест перегрева формы, расчет усадочной раковины и макропористости.


3. Образование усадочных и газовых дефектов.


Расширенный модуль пористости позволяет рассчитывать междендритную усадку с учетом растворенных газов, присутствующих в расплаве.  В модуле используется модель, основанная на решении уравнения Дарси и микросегрегации газа.


4. Напряжения в отливке и прогноз образования трещин и усадочных деформаций в литом состоянии.


Расчет напряжений позволяет с высокой точностью прогнозировать термический и механический контакты, остаточные напряжения, коробления и деформации, горячие трещины и разломы, напряжения в отливке и форме.


Публикации

Нет соединения с базой
Авторы Название статьи Название журнала Год Том, номер, выпуск Страница

Наши контакты

Научный коллектив

Доцент, к.т.н, начальник отдела "Компьютерных технологий и моделирования" инжинирингового центра "Инновационные литейные технологии"
Старший преподаватель, к.т.н.
аспирант кафедры технологии литейных процессов


Назад в раздел




Яндекс.Метрика