Zastosowanie Zintegrowanego Systemu Modelowania Materiałów i Procesów Inżynierskich (ICME) w odlewnictwie

• Autorzy: Pysz S. , Piekło J.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2013.22

Warianty tytułu

EN

The application of Integrated Computational Materials Engineering (ICME) in foundry practice

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono najnowocześniejsze tendencje w zakresie wykorzystania symulacji komputerowej w procesie opracowywania nowych rozwiązań, w tym również rozwiązań w branży odlewniczej. Opisano działanie Zintegrowanego Systemu Modelowania Materiałów i Procesów Inżynierskich (ang. Integrated Computational Materials Engineering – ICME) zaakceptowanego w roli wiodącego narzędzia w opracowywaniu nowych materiałów, konstrukcji oraz technologii w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, okrętowym, energetyce w USA oraz w Unii Europejskiej. Prześledzono funkcjonowanie zintegrowanego systemu w procesie opracowywania konstrukcji odlewanej przez modelowanie stanów naprężeń podczas pracy odlewu, modelowanie właściwości stopu oraz samej technologii. Przedstawiono zagrożenia i korzyści ze stosowania systemu.

EN

This article presents the latest tendencies within the scope of the application of computer simulation in the process of developing new solutions, including solutions in foundry practice. The functioning of Integrated Computational Materials Engineering is described, which is regarded as a leading tool for developing new materials, constructions and technologies in aerospace, automotive and maritime industries in the USA and the European Union. The functioning of ICME was studied in the process of developing a cast construction by modelling stresses of the cast at work, modelling alloy properties and the technology itself. Threats and benefits resulting from the application of ICME are also presented.

Słowa kluczowe

PL

odlew; ICME; Integrated Computational Materials Engineering; modelowanie

EN

cast; ICME; Integrated Computational Materials Engineering; modelling

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 53, z. 4
• Strony: 57--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Pysz S.

• Instytut Odlewnictwa, Centrum Projektowania i Prototypowania, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

autor

Piekło J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Materials Genome Initiative for Global Competitiveness. (2011). Washington, D.C.: Executive Office of the President National Science and Technology Council, June 24, 2011.
• 2. Integrated Computational Materials Engineering (ICME): Implementing ICME in the Aerospace, Automotive, and Maritime Industries. (2013). Warrendale: The Minerals, Metals & Materials Society.
• 3. Committee on Benchmarking the Technology and Application of Lightweighting, National Research Council. (2012). Application of Lightweighting Technology to Military Aircraft, Vessels, and Vehicles. Washington, D.C.: The National Academies Press.
• 4. Menne, R. J., Weiss, U., Brohmer, A., Weber, M., Oelling, P., Egner-Walter, A. (2007). Implementation of Casting Simulation for Increased Engine Performance and Reduced Development Time and Costs – Selected Examples from FORD R&D Engine Projects. 28. Internationales Wiener Motorensymposium 2007. VDI-Verlag.
• 5. Andrä, H., Linn, J., Matei, I., Shklyar, I., Steiner, K., Teichmann, E. (2005). OPTCAST – Entwicklung adäquater Strukturoptimierungsverfahren für Gießereien. Berichte des Fraunhofer ITWM, 80.
• 6. Schmitz, G. J., Prahl, U. (2012). Integrative Computational Materials Engineering, Concepts and Applications of a Modular Simulation Platform. Wiley-VCH, ISBN 978-3-527-33081-2.
• 7. Mattheck, C., Tesari, I. (2002). Konstruieren wie die Natur-Bauteile wachsen wie Bäume und Knochen. Konstruieren und Giessen 27(2), 4−9.
• 8. Hartmann R. et al. (2002). Mehrkriteriale Topologieoptimierung von Bauteilen aus Guβwerkstoffen. Konstruieren und Giessen 27(30).
• 9. Piekło, J., Maj, M., Stachurski, W. (2003). Badanie naprężeń występujących w obudowie tubingowej szybu. Fundacja Wydziału Odlewnictwa AGH, KGHM Polska Miedź S.A.
• 10. Dantzig, J. A. (2000). Solidification Modeling: Status and Outlook. JOM 52 (12), 18−21.
• 11. Baicheng, Liu, Qingyan, Xu, Tao, Jing, Houfa, Shen, Zhiqiang, Han. (2011). Advances in Multi-scale Modeling of solidification and Casting processes. JOM 63 (4), 19−25.
• 12. Zhu, J. D., Cockcroft, S. L., Maijer, D. M. (2006). Modeling of Microporosity Formation in A356 Aluminum Alloy Casting. Metallurgical and Materials Transactions 37A (3), 1075−1085.
• 13. Carlson, K. D., Zhiping, Lin, Beckermann, Ch., Mazurkevich, G., Schneider, M. C. (2006). Modeling of Porosity Formation in Aluminium Alloys. Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes – XI. The Minerals, Metals & Materials Society, 627−634.
• 14. Lee, P. D., Chirazi, A., Atwood, R.C., Wang, W. (2004). Multiscale modelling of solidification microstructures, including microsegregation and microporosity, in an Al-Si-Cu alloy. Materials Science and Engineering A365, 57−65.
• 15. Lee, P. D., Chirazi, A., See, D. (2001). Modeling microporosity in aluminum-silicon alloys: a review. Journal of Light Metals 1(1), 15−30.
• 16. Tin, S., Lee, P. D., Kermanpur, A., Rist, M., McLean, M. (2005). Integrated Modeling for the Manufacture of Ni-Based Superalloy Discs from Solidification to Final Heat Treatment. Metallurgical and Materials Transactions A 36A (9), 2493−2504.
• 17. Piekło, J., Pysz, S. (2009). Modele naprężeniowe do oceny wpływu wad odlewniczych na wytrzymałość mechaniczną odlewu. Prace Instytutu Odlewnictwa 49 (4), 39−46.
• 18. Piekło, J., Pysz, S. (199). Analysis of Thermal Stresses Effect on Cracks Formation in Investment Cast Valve Arm during Cooling. 9th Symposium on Investment Casting, Precast 98, Praga.
• 19. Pysz, S., Żuczek, R., Sprawka, P., Czekaj, E., Karwiński, A., Małysza, M. (2012). Integration of numerical procedures in the design and manufacturing technology on the example of a cast component for the automotive industry. Monterrey: 70th World Foundry Congress, April 2012.
• 20. Ignaszak, Z. (2002). Virtual prototyping w odlewnictwie. Bazy danych i walidacja. Poznań: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej.
• 21. Mikołajczak, P., Ignaszak, Z. (2006). Wpływ zmienności utajonego ciepła krzepnięcia w funkcji temperatury na wyniki symulacji krzepnięcia odlewów. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji 25 (1), 65−76.
• 22. Ignaszak, Z., Mikołajczak, P. (2008). Problematyka baz danych w zaawansowanym modelowaniu sprzężonym porowatości w odlewach na przykładzie systemu CALCOSOFT. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji 28 (3), 81−94.
• 23. Ignaszak, Z., Popielarski, P. (2006). Identyfikacja podstawowych zastępczych współczynników termofizycznych masy formierskiej w zależności od grubości ścianki odlewu. Archiwum Odlewnictwa 6 (22), 224−231.