3D-numerical simulations of squeeze moulding with the finite element method

• Autorzy: Bast J. , Kadauw A.

Warianty tytułu

PL

Trójwymiarowa symulacja z wykorzystaniem metody elementów skończonych zagęszczania materiałów formierskich z dodatkiem gliny

• Konferencja: Międzynarodowa Konferencja "Tendencje rozwojowe w mechanizcji procesów odlewniczych" / sympozjum [III; 2004]
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Clay-bonded mould sand is widely used in the foundry industry due to its environmental and financial advantages. Sand compaction plays an important role for the quality of the mould and therefore for the quality of the casting. The determination of optimal compaction parameters is often carried out by trial-and-error-method, which is expensive and time consuming. To improve this situation, the process of compaction is modelled here by several different 3D mathematical models and calculated using the finite element method. The goal of this study is to test the applicability of soil mechanical principles and compaction processes to moulding with clay-bonded moulding materials. For the simulation of the squeeze process software is currently being developed to spatially model various compaction parameters. A comparison of first results with experimental data shows good agreement. The distribution of density in the mould was measured by computer tomography (CT) methods and graphically enhanced pictures for the first time provide insight into the spatial distribution of stress, strain, and the density of moulding material.

PL

Materiały formierskie z dodatkiem gliny ze względów ekonomicznych i ekologicznych bardzo często są stosowane w odlewnictwie. Jakość otrzymanych elementów zależy od jakości form odlewniczych lub od stanu materiałów formierskich. Ponieważ w praktyce optymalne parametry zagęszczania wyznacza się często metodą prób i błędów, zastosowano trójwymiarową symulację komputerową, która miała na celu ich oszacowanie. Do matematycznego modelowania wykorzystano metodę elementów skończonych oraz specjalnie napisane oprogramowanie. Następnie porównano teoretyczne i praktyczne wyniki pomiarów (uzyskane z eksperymentów). Rozkład gęstości w formie odlewniczej zmierzono, stosując tomografię komputerową.

Słowa kluczowe

EN

moulding; compaction; finite element method; computer tomography

PL

formowanie; zagęszczanie; metoda elementów skończonych; tomografia komputerowa

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 24, nr 3 sp
• Strony: 11--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Bast J.

• Institute of Metallurgical, Foundry and Forming Machines, Technical University Bergakademie Freiberg, Germany

autor

Kadauw A.

• Institute of Metallurgical, Foundry and Forming Machines, Technical University Bergakademie Freiberg, Germany

Bibliografia

• [1] Brinkgreve R., Plaxis B., Plaxis catalogue version 7. Part 3: Material models manual, Netherlands 1998, p. 1-1 to 4-11.
• [2] Cundall P.A., A computer model for simulating progressive large scale movements in blocky rock systems, in: Proceedings of the Symposium of the International Society of Rock Mechanics, vol. 1, France 1971, p. no. II-8.
• [3] Cundall P.A., Strack O.D.L., A discrete numerical model for granular assemblies, Geotechnique, 1979, no. 29, p. 47-65.
• [4] Flemming E., Tilch W., Formstoffe und Formverfahren, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1993.
• [5] Hofmann F., Tongebundene Formsande, VDG Taschenbücher, 1975, No. 2, p. 1-60.
• [6] http://www.hks.com/reference/epaper/ABAQUS_Standard_63.pdf.
• [7] ISO 15708-2, Non-destructive testing - Radiation methods - Computed tomography.
• [8] Itasca - PFC3D Online manual/general formulation, Minneapolis 1999, p. 1-4.
• [9] Jürgen T., Modellierung des Fliessverhaltens von Schüttgütern auf der Grundlage der Wechselwirkungskräfte zwischen den Partikeln und Anwendung bei der Auslegung von Bunkeranlagen. Unpublished PhD thesis, TU Bergakademie Freiberg 1991.
• [10] Kohnke P., Ansys catalogue, version 5.7, chapter 4: Structures with material nonlinearities, Canonsburg, PA, 1994, p. 4-1 to 4-71.
• [11] Konietzky H., Numerische Simulation in der Geomechanik mittels expliziter Verfahren, IFGT TU Freiberg, 2001, No. 2001-2, p. 9-22.
• [12] Kraft T., Riedel H., Stingl P., Wittig F., Numerische Simulation des Pressens und Sinterns, Keramische Werkstoffe, in: Deutscher Wirtschaftsdienst, Köln 1999, p. 1-17.
• [13] Makino H., Maeda Y., Nomura H., Process analysis of sand moulding using the distinct element method, in: CIATF Technical Forum-Vorträge, Düsseldorf 1999, p. 144-151.
• [14] Yifei Z., Junjiao W., Numerical simulation of Squeeze Moulding and Air Impact Moulding with the finite element method, American Foundry Society, 2003, no. 03-024 (01), p. 1-4.
• [15] Zhou F., Räumliche Konsolidationsberechnung nach der Methode der Finiten Elemente unter Berücksichtigung des elasto-plastischen Verhaltens von bindigen Böden. No. 31, RWTH Aachen 1997.