Identification of material model for Finite Element Modelling of quenching process

• Autorzy: Michalik K. , Banaś K. , Bzowski K. , Rauch Ł. , Cybułka P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2017.4.3

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja modelu materiałowego dla symulacji procesu hartowania metodą elementów skończonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper concerns modelling of quenching process using the finite element method. The special emphasis is put on finding the proper material characteristics, in particular for heat transfer coefficient on solid-fluid contact boundary and heat conduction for fluid, in case of highly complex flow close to the solid-fluid boundary. Only heat transfer and fluid flow are considered with solid phase mechanical behaviour neglected. The paper presents an approximate numerical model of the process and technical means by which its implementation is realised. The included numerical examples show how the obtained model allows for fast approximate simulations of quenching.

PL

W pracy analizowany jest przypadek modelowania - za pomocą metody elementów skończonych - hartowania z wykorzystaniem oleju jako czynnika chłodzącego, w którym dochodzi do kontaktu ciała stałego i płynu w temperaturach przekraczających temperatury wrzenia oleju. Praca przedstawia techniczne aspekty realizacji numerycznej w ramach własnego oprogramowania do symulacji MES [5], ze szczególnym uwzględnieniem empirycznego doboru własności materiałowych. Wyniki wskazują, że warunki brzegowe na granicy ciała stałego z płynem z eksperymentalnymi wartościami współczynnika przenikania ciepła pozwalają na bardziej dokładne modelowanie przepływu ciepła w procesie hartowania metalu w oleju.

Słowa kluczowe

EN

quenching; finite element method; boundary conditions

PL

hartowanie; metoda elementów skończonych; warunki brzegowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 84, nr 4
• Strony: 146--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., fig.

Twórcy

autor

Michalik K.

• AGH University of Science and Technology

autor

Banaś K.

• AGH University of Science and Technology

autor

Bzowski K.

• AGH University of Science and Technology

autor

Rauch Ł.

• AGH University of Science and Technology

autor

Cybułka P.

• AGH University of Science and Technology

Bibliografia

• [1] Banaś Krzysztof, Chłoń Kazimierz, Cybułka Paweł, Michalik Kazimierz, Płaszewski Przemysław, Siwek Aleksander. 2014. “Adaptive finite element modelling of welding processes”. Lecture Notes in Computer Science 8500: 391–406. Springer International Publishing.
• [2] Boer Claudio R., Rebello Nuno, Rydstad Hans, Schroder Gunther. 1986. Process Modeling of Metal Forming and Thermomechanical Treatment. Springer-Verlag.
• [3] Buczek Andrzej, Telejko Tadeusz. 2004. “Inverse determination of boundary conditions during boiling water heat transfer in quenching operation”. Journal of Materials Processing Technology, 155–156: 1324-1329.
• [4] Franca Leopoldo P., Frey Sergio L. . 1992. “Stabilized finite element methods: II. The incompressible Navier–Stokes equations”, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 99: 209- 233.
• [5] Michalik Kazimierz, Banaś Krzysztof, Płaszewski Przemysław, Cybułka Paweł. 2013. “ModFem: a computational framework for parallel adaptive finite element simulations”. Computer Methods in Materials Science 13 (1): 3-8.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).