The Effect of Mechanical Interactions Between the Casting and the Mold on the Conditions of Heat Dissipation: A Numerical Model

• Autorzy: Dyja R. , Gawrońska E. , Sczygiol N.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0324

Warianty tytułu

PL

Wpływ oddziaływań mechanicznych między odlewem a formą odlewniczą na warunki oddawania ciepła: model numeryczny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We present a description of the effects of thermal interactions, which take into account formation of a shrinkage gap, that affect the level of stresses in a system casting – mold. Calculations were carried out in our own computer program which is an implementation of the finite element method used to solve the equations describing a thermo-elastic-plastic model of material and the heat conduction, including solidification. In the computing algorithm we use our own criteria for mechanical interaction between the casting and mold domains. Our model of mechanical interactions between the casting and the mold allows efficient modeling of stresses occurring in the casting and an impact of development of the shrinkage gap on cooling course.

PL

W artykule przedstawiamy opis oddziaływań cieplnych, uwzględniający tworzącą się szczelinę skurczową, które wpływają na poziom naprężeń w układzie odlew – forma odlewnicza. Obliczenia przeprowadzono we własnym programie komputerowym będącym implementacją metody elementów skończonych użytej do rozwiązania równań opisujących termosprężysto–plastyczny model materiału oraz przewodzenia ciepła z uwzględnieniem krzepnięcia. W algorytmie obliczeniowym wykorzystujemy własne kryteria wzajemnego oddziaływania mechanicznego obszarów odlewu i formy odlewniczej. Opracowany model oddziaływań mechanicznych między odlewem a formą odlewniczą pozwala na efektywne modelowanie naprężeń powstających w odlewie oraz wpływ rozwoju szczeliny skurczowej na przebieg stygnięcia.

Słowa kluczowe

EN

shrinkage gap; solidification process; heat dissipation; thermo-elastic-plastic model; thermal resistance

PL

szczelina skurczowa; proces krzepnięcia; rozpraszanie ciepła; model termo-sprężysto-plastyczny; opór cieplny

• 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: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3A
• Strony: 1901--1907
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Dyja R.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Computer and Information Sciences, Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, 69 Dabrowskiego Str., 42-201 Czestochowa, Poland

autor

Gawrońska E.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Computer and Information Sciences, Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, 69 Dabrowskiego Str., 42-201 Czestochowa, Poland

autor

Sczygiol N.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Computer and Information Sciences, Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, 69 Dabrowskiego Str., 42-201 Czestochowa, Poland

Bibliografia

• [1] S. Bounds, G. Moran, K. Pericleous, M. Cross, T. N. A Croft, Metall Mater Trans B 31, 3 (2000).
• [2] R. J. C. Chaudhary, B. G. Thomas, S. P. Vanka, Metall Mater Trans B 42, 5 (2011).
• [3] M. A. Crisfield, Non-linear Finite Element Analysis of Solids and Structures, Chichester 1991.
• [4] L. A. Crivelli, S. R. Idelsohn, Int J Numer Meth Eng, 23 (1986).
• [5] E. Gawronska, N. Sczygiol, in: Lect Notes Eng Comp Imecs 2014 Proceedings, IAENG 1256, 2, Hong Kong (2014).
• [6] E. Gawronska, N. Sczygiol, in: IEEE Computer Society SYNASC 2010 Proceedings, T. Ida et al. (Ed.) 588, Timisoara (2010).
• [7] J. Guo, M. Samonds, JOM-US 63, 7 (2011).
• [8] J. H. Lee, H. S. Kim, C. W. Won, B. Cantor, Mater Sci Eng A-Struct, 338 (2002).
• [9] D. R. J. Owen, E. Hinton, Finite Elements in Plasticity: Theory and Practice, Swansea U.K. 1980.
• [10] P. Tauzowski, M. Kleiber, Comput Struct 84 (2006).
• [11] B. G. Thomas, Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes VI, T. Piwonka and V. Voller, (Ed.) 6, Warrendale (1993).
• [12] K. Pericleous, M. Cross, P. Chow, C. Bailey, in: Advanced Computational Methods in Heat Transfer III, L.C. Wrobel et al. (Ed), Southampton (1994).
• [13] R. Song, G. Dhatt, A. Ben Cheikh, Int J Numer Meth Eng 30 (1990).
• [14] H. Wang, G. Djambazov, K. A. Pericleous, R. A. Harding, M. Wickins, Comput Fluids 42, 1 (2011).