Symulacja numeryczna wytwarzania formy piaskowej w procesie odlewania metodą traconego modelu

• Autorzy: Rojek J.
• Konferencja: Fizyczne i Matematyczne Modelowanie Procesów Obróbki Plastycznej ( FiMM; 16-17.10.2003; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia matematyczne modelowanie procesu wytwarzania formy piaskowej w odlewaniu metodą traconego modelu. Głównymi modelowanymi zjawiskami są wypełnianie formy piaskiem oraz wibracyjne zagęszczenie piasku. Model oparty jest na metodzie elementów dyskretnych w wersji wykorzystującej elementy o kształcie kulistym ( w modelowaniu trójwymiarowym) lub o kształcie walcowym (w modelowaniu dwuwymiarowym). Zbiór sztywnych cząstek oddziałujących między sobą poprzez siły kontaktu reprezentuje materiał sypki jakim jest piasek. Ruch cząstek opisany jest za pomocą równań dynamiki ciała sztywnego Newtona-Eulera. Symulacja numeryczna wytwarzania formy piaskowej za pomocą przedstawionego modelu pozwala przewidziec defekty formy związane z niedostatecznym zagęszczeniem piasku wokół modelu. Model numeryczny łączyący metodę elementów dyskretnych do modelowania piasku i metode elementów skończonych do modelowania modelu, pozwala wykryć możliwość powstania niepożądanych odkształceń modelu w czasie wypełniania formy oraz wibracyjnego zagęśzczania. Artykuł zawiera wyniki wybranych przykładów testowych porównane z wynikami doświadczalnymi.

EN

Discrete element model of mould manufacture for the lost foam casting process is presented. The main phenomena modelled are filing of a mould with sand and sand compaction by vibretion. Sand is modeled as collection of spherical (in 3D) or cylindrical (in 2D) particles. The motion of rigid particles is described by means of Newton-Euler equations of rigid body dynamics. Particles interactb among one another with contact forces, both in normal and tangential directions. Numerical simulation predicts defects of the mould due to insufficient sand compaction around the pattern. Combining the discrete element model of sand with the finite element model of the pattern allows us to defect possible distortion of the pattern during mould filling and compaction. Results of numerical simulation are validates by comparison with experimental data.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie numeryczne; obróbka plastyczna; forma piaskowa

EN

numerical modelling; mechanical processing

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2003
• Tom: z. 201
• Strony: 13--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys.

Twórcy

autor

Rojek J.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa

Bibliografia

• [1] Cundall, P.A. and Strack, O.D.L.: A discrete numerical method for granular assemblies, Geotechnique, 2, 47-65, 1979.
• [2] Campbell, C.S. : Rapid granular flows, Annual Review of Fluid Mechanics, 2, 57-92, 1990.
• [3] Cundall, P.A.: Formulation of a Three Dimensional Distirict Element Model - Part I. A Scheme to Detect and Represent Contacts in a System of Many Polyhedral Blocks, Int. J. Rock Mech., Min. Sci. & Geomech. Abstr., 25, 107-116, 1988.
• [4] Rojek, J., Oñate, E., Zarate, F., Miquel, J.: Modelling of rock, soil and granular materials using spherical elements, 2nd European Conference on Computational Mechanics ECCM-2001, Kraków, 2001.