Mathematical modelling of impulse compaction process of moulding sands - simulation and experimental research

• Autorzy: Mikulczyński T. , Ciskowski S.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie matematyczne procesu impulsowego zagęszczania mas formierskich - badania symulacyjne i eksperymentalne

• Konferencja: International Conference "Development Trends in Mechanization of Foundry Processes" (5 ; 14-16 October 2010 ; Inwałd, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a mathematical model of the impulse compaction process of moulding sands, based on a description of the impulse head dynamics and the model of deformation and compaction process of moulding sands. It was found that for a simulation examination of the developed model, a necessary and sufficient condition is knowing the coefficients kt (δ) and kc(δ) which characterise viscous and elastic properties of moulding sand. The relationships kt (δ) and kc(δ) can be determined on the ground of experimental measurements of speed VL of ultrasonic wave propagation in the examined moulding sand as a function of its compaction degree δ. Experimental examinations of the impulse compaction process were carried out on moulding sands with various contents of bentonite and water. Comparison of simulation and experimental results of impulse compacting was used for verification of the developed mathematical model. The presented here simulation results of the mathematical model permit determining the influence of selected parameters of the impulse compaction process on its efficiency that can be evaluated on the ground of total pressures pc and, what is more important, pressures pu resulting from compacting the sandmix. Analysis of the presented results of simulation and experimental research confirm that the formulated mathematical model describes very well the process of impulse compaction of moulding sands.

PL

Zaprezentowano model matematyczny procesu impulsowego zagęszczania mas formierskich, sformułowany w oparciu o opis dynamiki głowicy impulsowej oraz model procesu deformacji i zagęszczania mas formierskich. Stwierdzono, że do badań symulacyjnych opracowanego modelu matematycznego jest konieczna i wystarczająca znajomość współczynników kt (δ) i kc(δ), charakteryzujących własności lepkie i sprężyste masy formierskiej. Zależności kt (δ) i kc(δ) można okreslić na podstawie wyników badań eksperymentalnych pomiarów prędkości VL rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w badanej masie formierskiej w funkcji stopnia jej zagęszczenia δ. Do badań eksperymentalnych procesu impulsowego zagęszczania stosowano masy formierskie o różnej zawartości procentowej bentonitu i wody. Porównanie wyników badań symulacyjnych i eksperymentalnych procesu impulsowego zagęszczania, posłużyło weryfikacji opracowanego modelu matematycznego. Na podstawie przedstawionych w pracy wyników badan symulacyjnych opracowanego modelu matematycznego procesu impulsowego można okreslić wpływ wybranych parametrów procesu impulsowego zagęszczania na jego efektywność, która ocenić można na podstawie zmian nacisków całkowitych pc oraz, co ważniejsze, nacisków pu będących wynikiem zagęszczania masy. Analiza przedstawionych wyników badań symulacyjnych i eksperymentalnych potwierdziła, iż sformułowany model matematyczny bardzo dobrze opisuje proces impulsowego zageęzczania mas formierskich.

Słowa kluczowe

EN

moulding sand; impulse compaction; rheological model; mathematical model; simulation research; experimental research

PL

masa formierska; proces impulsowy; model reologiczny; model matematyczny; badania symulacyjne; badania eksperymentalne

• 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: 2010
• Tom: Vol. 55, iss. 3
• Strony: 875--881
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys. tab.

Twórcy

autor

Mikulczyński T.

autor

Ciskowski S.

• INSTITUTE OF PRODUCTION ENGINEERING AND AUTOMATION, WROCLAW UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, POLAND

Bibliografia

• [1] M. Ganczarek, S. Ciskowski, T. Mikulczynski, 3D model of impulse compaction of moulding sands model. Archives of Foundry Engineering 7, 1 (2008).
• [2] E. W. Gerc, Dinamika pnevmaticeskich sistiem masin, Masinostrojenije, Moskva (1985).
• [3] E. W. Gerc, Napedy pneumatyczne. Teoria i obliczenia, Warszawa, WNT, (1973).
• [4] T. Mikulczyński, S. Ciskowski, M. Ganczarek, D. Nowak, Ł. Dworzak, Modelling of rheological properties of selected disintegrated media. Archives of Metallurgy and Materials 52, 3 (2007).
• [5] T. Mikulczyński, M. Bogdan, S. Ciskowski, Ł. Dworzak, Mechanism of impulse compacting of moulding sands. Archives of Foundry Engineering 8, spec. iss. 1. (2008).
• [6] T. Mikulczyński, S. Fita, S. Ciskowski, Ł. Dworzak, Pomiary nacisków w osrodkach rozdrobnionych. Pomiary, Automatyka, Robotyka, R. 13, 2 (2009).
• [7] T. Mikulczyński, S. Ciskowski, Wyznaczanie współczynników modelu reologicznego masy formierskiej zageszczanej impulsowo. Pomiary, Automatyka, Robotyka, R. 14, 2 (2010).
• [8] T. Mikulczyński, S. Ciskowski, Selected simulation and experimental research of impulse compacting of moulding sand. Archives of Foundry Engineering 9, 1 (2009).