Shape complicated casting defects prediction based on computer simulation

• Autorzy: Cholewa M. , Szuter T.

Warianty tytułu

PL

Ocena wad odlewniczych skomplikowanych kształtowo odlewów na podstawie symulacji komputerowych

• Konferencja: International Conference Development Trends in Mechanization of Foundry Process (6 ; 5-7.09.2013 ; Inwałd, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The impact of mould filling parameters on casting defects in shape complicated skeleton casting was investigated. Skeleton castings are low weight cellular material mainly used for energy absorption in for example automotive industry. For prediction of defects such as porosities, the computer simulations of mould filling and solidification were used. In such shape complicated structures like skeleton castings it is very difficult to predict localization of the defects. This knowledge is very important to gain information about deformation mechanisms and for impact behaviour modelling. Series of the skeleton castings were investigated by computer tomography to validate simulations results.

PL

W pracy określono wpływ parametrów wypełniania wnęki formy na miejsca występowania wad odlewniczych w odlewach szkieletowych o rozwiniętej topologii wewnętrznej. Odlewy szkieletowe są produktami komórkowymi o niskiej masie, stosowanymi głównie do absorbowania energii kinetycznej, na przykład w przemyśle motoryzacyjnym. W celu wyznaczenia miejsc prawdopodobnego występowania wad odlewniczych, użyto symulacji komputerowych wypełniania wnęki formy oraz krzepnięcia. W odlewanych elementach szkieletowych, znacznie utrudnione jest precyzyjne określenie potencjalnych miejsc występowania wad. Wiedza ta jest niezbędna, w celu zdobycia informacji o mechanizmach deformacji odlewów szkieletowych. Istotna jest również z punktu widzenia modelowania numerycznego ich zachowania w przypadku odkształceń o dużej dynamice. W celu potwierdzenia wyników symulacji przeprowadzono serie badań z wykorzystaniem tomografii komputerowej.

Słowa kluczowe

EN

skeleton casting; spatial composite; lattice block structures; periodic metal

PL

odlewy szkieletowe; kompozyt przestrzenny; kratowe struktury blokowe

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 3
• Strony: 859--862
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Cholewa M.

• Silesian University of Technology, Foundry Department, Towarowa 7, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Szuter T.

• Silesian University of Technology, Foundry Department, Towarowa 7, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] M. F. Ashby, The properties of foams and lattices, Philosophical transactions. Series A, Mathematical, physical, and engineering sciences 364, 1838, 15-30, Jan. 2006.
• [2] K. P. Dharmasena, H. N. G. Wadley, K. Williams, Z. Xue, J.W. Hutchinson, Response of metallic pyramidal lattice core sandwich panels to high intensity impulsive loading in air, International Journal of Impact Engineering 38, 5, 275-289, May 2011.
• [3] G. W. Kooistra, H. N. G. Wadley, Lattice truss structures from expanded metal sheet, Materials & Design 28, 2, 507-514, Jan. 2007.
• [4] G. W. Kooistra, D. T. Queheillalt, H. N. G. Wadley, Shear behavior of aluminum lattice truss sandwich panel structures, Materials Science and Engineering: A 472, 1-2, 242-250, Jan. 2008.
• [5] M. Cholewa, T. Szuter, Structure of Al Si skeleton castings, Archives of Foundry Engineering 12, 2, 147-152 (2012).
• [6] M. Cholewa, T. Szuter, M. Dziuba, Basic properties of 3D cast skeleton structures, Archives of Materials Science and Engineering 52, 2, 101-111 (2011).
• [7] M. Cholewa, T. Wróbel, S. Tenerowicz, T. Szuter, Difussion Phenomena Between Alloy Steel and Gray cast Iron Layered Bimetallic Casting, Archives of Metallurgy and Materials 55, 3, 771-777 (2010).
• [8] J. Jezierski, K. Janerka, Selected Aspects of Metallurgical and Foundry Furnace Dust Utilization, Polish Journal of Environmental Studies 20, 1, 101-105 (2011).
• [9] T. Wróbel, “Ni and Cr Base Layers in bimetallic castings Tomasz Wróbel, in Materials of 20th Anniversary International Conference on Metallurgy and Materials - METAL 2011., 758-764 (2011).
• [10] D. Bartocha, W. Sebzda, J. Suchoń, C. Baron, THE EVALUATION OF CAST STEEL FILTRATION EFFICIENCY, in 21th International Conference on Metallurgy and Materials 2012.
• [11] K. Janerka, D. Bartocha, J. Szajnar, M. Cholewa, The Influence on Different Kind of Carburizers and Carburization of the Effectiveness and Iron Structure, Archives of Metallurgy and Materials 52, 3, 468-474 (2007).
• [12] M. G. Hebsur, Processing of IN-718 Lattice Block Castings, NASA/CR-2002-211332, 2002.
• [13] K. Mohan, T. H. Yip, S. Idapalapati, Z. Chen, Impact response of aluminum foam core sandwich structures, Materials Science and Engineering: A 529, 94-101, Nov. 2011.
• [14] J. Banhart, Light-Metal Foams-History of Innovation and Technological Challenges, Advanced Engineering Materials, p. n/a-n/a, Dec. 2012.
• [15] V. V. Vasiliev, A. F. Razin, Anisogrid composite lattice structures for spacecraft and aircraft applications, Composite Structures 76, 1-2, 182-189, Oct. 2006.
• [16] K. Boomsma, D. Poulikakos, F. Zwick, Metal foams as compact high performance heat exchangers, Mechanics of Materials 35, 12, 1161-1176, Dec. 2003.
• [17] J. Tian, T. Kim, T. J. Lu, H. P. Hodson, D. T. Queheillalt, D. J. Sypeck, H. N. G. Wadley, The effects of topology upon fluid-flow and heat-transfer within cellular copper structures, International Journal of Heat and Mass Transfer 47, 14-16, 3171-3186, Jul. 2004.
• [18] G. Mrówka-Nowotnik, Influence of chemical composition variation and heat treatment on microstructure and mechanical properties of 6xxx alloys, Archives of Materials Science and Engineering 46, 2, 6-13 (2010).
• [19] M. Cholewa, J. Gawroński, Z. Ignaszak, Technological aspects of particle-reinforced composites production, Materials & Design 18, 401-405 (1998).
• [20] M. Cholewa, Simulation of composite microregions solidification process, Journal of Materials Processing Technology 164-165, 1175-1180, May 2005.
• [21] M. Cholewa, T. Szuter, Geometrical and mechanical analysis of 3D casted skeleton structure, Archives of Foundry Engineering 10, 2, 23-26 (2010).
• [22] M. Cholewa, Simulation of solidification process for composite micro-region with incomplete wetting of reinforcing particle, Journal of Materials