Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 24

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  casting solidification
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
The impact of casting conditions on microstructure a and mechanical properties was described, especially for cast products from AlSi9Cu3 alloy. Particular attention was paid to the parameters of dendritic structure: DAS 1 and DAS 2. Selected mechanical properties (by static tension test) of test castings made using basic technologies of casting: GSC - gravity sand casting, GDC - gravity die-casting and HPDC - high-pressure die-casting, are presented for cast-on test bars and cast separately. Casts were made of the same alloy AlSi9Cu3. Fractures and the zone near the fracture (after static tension test) was subjected to VT - visual tests, PT - penetration tests and metallographic tests. The condition of porosity (fracture zone) was also assessed. The analysis of virtual results was performed using the NovaFlow & Solid system together with the database and they were compared to experimental tests. This way of validation was applied in order to assess the correlation between the local rate of cooling and the size of DAS for GSC, GDC and HPDC technologies. Finally, the correlation between the parameters of structure and mechanical properties with regard to the impact of porosity was signalized.
2
Content available remote Mathematical modeling of the filling process of a slender mould cavity
EN
In this paper, three mathematical models of the solidification of a thin-walled casting, which take into account the filling process of the mould cavity with molten metal, have been proposed. In the general model, velocity and pressure fields were obtained by solving the momentum equations and the continuity equation, while the thermal fields were obtained by solving the heat conduction equation containing the convection term. In the simplified models, making assumptions relating to both the material and the geometry of the region, the general equations for momentum and continuity have been reduced to single an equation for pressure. This approach leads to the essential acceleration of fluid flow computations. In this model, coupling of the thermal and fluid flow phenomena by changes in the fluidity function and thermophysical parameters of alloy with respect to temperature has been taken into consideration. The problem has been solved by the finite element method.
EN
The thermal processes proceeding in a system casting-mould are considered. The casting is made from cast iron. The temperature and its time derivative at the central point of sample casting have been obtained experimentally. Using finite difference method the temperature distribution in the domain considered has been determined. Next, the calculated and measured cooling curves have been compared. The good agreement between these curves has been observed.
EN
In the paper, the problem of identification of substitute thermal capacity C(T) is discussed. This parameter appears in the case of modelling of the solidification process on the basis of one domain approach (fixed domain method). Substitute thermal capacity (STC) can be approximated, among others, by a staircase function and this case is considered. So, it is assumed that in the mathematical model describing thermal processes in the system considered the parameters of STC are unknown. On the basis of additional information concerning the cooling (heating) curves at a selected set of points, the unknown parameters can be found. The inverse problem is solved by using the least squares criterion, in which the sensitivity coefficients are applied. On the stage of numerical simulation, the boundary element method is used. In the final part of the paper, examples of computations are shown.
PL
W pracy omówiono problem identyfikacji parametru nazywanego zastępczą pojemnością cieplną stopu. Zastępcza pojemność pojawia się w przypadku modelowania krzepnięcia stopów (a również czystych metali) na podstawie opisu matematycznego nazywanego metodą jednego obszaru. Przebieg tej funkcji można aproksymować na wiele sposobów, w pracy wykorzystano aproksymację funkcją kawałkami stałą. Założono, że przedmiotem identyfikacji są wartości kolejnych "schodków" tworzących pojemność zastępczą. Dodatkową informacją niezbędną do rozwiązania zadania odwrotnego są krzywe stygnięcia w wybranych punktach z obszaru krzepnącego i stygnącego metalu. Problem rozwiązano wykorzystując kryterium najmniejszych kwadratów, do którego wprowadzono współczynniki wrażliwości. Zadanie podstawowe i zadania analizy wrażliwości rozwiązano metodami numerycznymi, a w szczególności metodą elementów brzegowych. W końcowej części pracy pokazano przykład obliczeń (zadanie 2D).
EN
The temporary temperature field correction method constitutes a very effective tool for numerical modelling of solidification. The most general version of this algorithm has been presented by Mochnacki [1] and Szopa [2], The basic idea of the method consists in the computations of temperature field for homogeneous domain (e.g. corresponding to molten metal or solid body) and obtained in this way a discrete temperature field for time t is in adequate way 'rebuilt' using the simple mathematical formulae. In this way the non-homogeneous geometry of solidifying casting is taken into account. This approach can be used in the case of macro modelling, in particular when the one domain approach [3, 4, 5, 6] is applied. The basic assumption of the algorithm presented in [ 1 ] and [2] was that the substitute thermal capacity (STC) [7, 8] of casting material can be approximated by a piece-wise constant function. In this paper the generalization of the method on a case of practically optional function describing a course of STC. In the final part of the paper one can find the example of numerical simulations using this approach.
PL
Metoda poprawiania chwilowego pola temperatury jest bardzo efektywnym narzędziem możliwym do wykorzystania przy modelowaniu procesu krzepnięcia. Przedstawioną w pracach Mochnackiego [1] i Szopy [2] wersję dotyczącą schodkowych zmian zastępczej pojemności cieplnej uogólniono na przypadek funkcji o dowolnym przebiegu.
6
Content available remote Kinetics of casting solidification : an inverse approach
EN
In the paper the example of inverse problems application in the thermal theory of foundry processes is discussed. The solidification of typical binary alloys is considered, at the same time the macro model basing on the substitute thermal capacity is taken into account (fixed domain approach). The information necessary in order to determine the kinetics of casting solidification results from the knowledge of cooling (heating) curves at the selected set of points from casting and/or mould sub-domains. The identified value corresponds to the volumetric latent heat of alloy and, as will be shown, the knowledge of this parameter allows to determine the course of solidification, in particular the changes of temporary values of volumetric solid state fraction at the points selected from casting domain. The inverse problem considered is solved using the gradient method. On the stage of numerical simulation the FDM algorithm is used. In the final part of paper the example of computations is shown.
PL
Poprawność i wiarygodność wyników komputerowej symulacji przebiegu procesu stygnięcia i krzepnięcia odlewu, zależą przede wszystkim od właściwego wyboru i poprawnego sformułowania warunków jednoznaczności, w których decydujące znaczenie mają warunki początkowe-brzegowe, odzwierciedlające kinetykę przepływu ciepła w układzie odlew-forma. O ile określenie warunków geometrycznych i fizycznych nie nastręcza na ogół trudności, to w literaturze brakuje, niestety, przekonywującej metodyki doboru warunków brzegowych. W publikacji podjęto próbę określenia metody doboru parametrów, opisujących warunki jednoznaczności do modelowania badanych procesów cieplnych, poprzez analizę i porównanie wyników symulacji uzyskanych przy zastosowaniu różnych wariantów warunków początkowych i brzegowych.
EN
Correctness and reliability of the computer simulation of casting cooling and solidification processes depend, first of all, on the proper choice and correct formulating of the uniqueness conditions, where the initial-boundary conditions, reflecting the kinetics of the heat flow in the system: casting - mould are of crucial importance. While the determination of the geometrical and physical conditions does not cause difficulties there is not to be found in the literature any convincing method of choice the boundary conditions. In the article an attempt is made at determination the method of choosing the parameters describing the uniqueness conditions for modeling the researched thermal processes, through the analysis and comparision of the simulations results obtained by using different versions of the initial and boundary conditions.
8
Content available remote The parametric sensitivity analysis of solidification process
EN
In the paper the new results concerning the application of sensitivity analysis in the numerical modelling of solidification process is presented. This approach allows to investigate the influence of external conditions (thermophysical parameters of the mould, pouring temperature, initial mould temperature etc.) on the course of casting solidification. The model of thermal processes proceeding in the casting domain can be constructed both in the macro scale (the I generation model) and in the macro/micro scale (the II generation model). As an example of the macro approach the continuous casting technology is considered and the sensitivity with respect to the substitute heat transfer coefficient in the continuous casting mould region is analyzed. In the second part of the paper the macro/micro model is introduced and the similar problem is solved again.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wykorzystania metod analizy wrażliwości w numerycznym modelowaniu procesu krzepnięcia. Takie podejście pozwala badać wpływ zaburzeń parametrów procesu (parametrów termofizycznych, temperatury zalewania, temperatury początkowej masy formierskiej itd.) na przebieg analizowanego procesu. Model procesów cieplnych zachodzących w krzepnącym odlewie może być formułowany zarówno w skali makro (modele I generacji), jak i makro/mikro (modele II generacji). Jako przykład zastosowań wykorzystano analizę wrażliwości procesu ciągłego odlewania stali na zmiany zastępczego współczynnika wymiany ciepła (model opisany w konwencji makro) oraz podobny problem dla wlewka aluminiowego (model II generacji). Na etapie obliczeń wykorzystano metodę bilansów elementarnych.
9
Content available remote The influence of initial conditions on the course of solidification process
EN
The methods of sensitivity analysis are applied in order to determine the influence of pouring temperature (the initial condition) on the course of casting solidification. In the first part of the paper the macro model of the process is considered, while in the second part the micro/macro approach is taken into account. On the stage of numerical simulation the finite difference method is used. In the final part of the paper the examples of computations are shown.
10
Content available remote The influence of mould parameters on the casting solidification
EN
In the paper the methods of sensitivity analysis are applied for the estimation of the influence of mould parameters on the course of thermal processes proceeding in the system casting-mould. The mathematical considerations concern the non-homogeneous domain and on the contact surface the continuity of temperature and the continuity of heat flux are assumed. The sensitivity model with respect to [&LambdaM] and [CM] (thermal conductivity and volumetric specific heat of mould) has been constructed using the direct approach. On the stage of computations the control volume method has been applied [1]. In the final part of the paper the simple example of numerical simulation is shown.
PL
W pracy wykorzystano metody analizy wrażliwości do badania wpływu parametrów formy odlewniczej (współczynnika przewodzenia i ciepła właściwego) na przebieg procesów cieplnych w układzie odlew-forma-otoczenie. Na etapie obliczeń numerycznych wykorzystano metodę bilansów elementarnych.
11
Content available remote Sensitivity analysis in non-linear heat conduction
EN
In the paper the sensitivity analysis is used in order to investigate the influence of external cooling conditions on the course of casting solidification. The model of thermal processes proceeding in the casting corresponds to the micro/macro one (the second generation model [1]). In particular we present the sensitivity of transient temperature field in casting volume on the changes of heat transfer coefficient given on its outer surface. On a stage of numerical modelling the control volume method [2, 3] has been used. In the final part of the paper the examples of numerical computations are shown.
12
Content available remote Symulacja krzepnięcia brązu aluminiowego BA1032 z weryfikacją doświadczalną
PL
W artykule przedstawiono rezultaty wybranych badań z zakresu krzepnięcia brązu aluminiowego BA1032. Badania obejmują eksperymenty fizyczne realizowane dla odlewu próbnego o zmiennej grubości ścianki. Badania eksperymentalne zweryfikowano badaniami symulacyjnymi. Wyniki badań doświadczalnych dla metalu i formy w dużym stopniu pokrywają się z krzywymi symulacyjnymi i świadczą o przydatności wypracowanego modelu.
EN
The paper presents the results of some selected studies on the solidification of BA1032 aluminum bronze. The studies covered physical experiments carried out on a pilot casting of variable wall thickness. The results of experiments were verified by simulation tests. A satisfactory consistency was reported to exist between the results of experiments made on metal and mould and the plotted simulation curves which proves the applicability of the developed model.
PL
W pracy określono zmiany warunków termicznych krystalizacji i zmiany w rozkładzie stężenia składnika stopowego wywołane działaniem wymuszonej konwekcji oraz wpływ tych zmian na strukturę odlewu. Badania wykazały, że zmiany w warunkach cieplnych krystalizacji wywołane wymuszoną konwekcją wirującym polem magnetycznym w odlewach ze stopów AI-Cu są niewystarczające do spowodowania przemiany struktury kolumnowej w równoosiową. Istotniejsze okazały się zmiany warunków rozdziału składnika stopowego na froncie krystalizacji wywołane przepływem ciekłego metalu przed frontem krystalizacji.
EN
The paper contains an analysis of copper distribution and thermal conditions in AlCuO,2 ingots solidifying under influence forced convection by rotating magnetic field (RMF). The model of columnar to equiaxed transition structure is based on the analysis of solidification criterion of crystallisation front durability; the criterion has been modifield who used the results of alloy addition concentration measurements along the ingot radius.
14
Content available remote Symulacja numeryczna jamy skurczowej w krzepnącym odlewie staliwnym
PL
W pracy sformułowano model matematyczny i numeryczny procesu krzepnięcia odlewu o kształcie cylindrycznym z uwzględnieniem procesu wypełniania wnęki formy ciekłym metalem, zasilania odlewu przez nadlew podczas jego krzepnięcia oraz powstawania i zalegania jamy skurczowej. Oceniano kształt i głębokość zalegania jamy skurczowej w zależności od własności termofizycznych nadlewu. Dążono do otrzymania odlewu bez wad pochodzenia skurczowego. Uwzględniono wzajemną zależność zjawisk cieplnych i dynamicznych. Pola prędkości otrzymano z rozwiązania równań Naviera-Stokesa i równania ciągłości przepływu, natomiast pola temperatury z rozwiązania równania przewodnictwa ciepła z członem konwekcyjnym. Założono zmianę parametrów termofizycznych w funkcji temperatury. Postawione zadanie rozwiązano metodą elementów skończonych.
EN
In the paper, mathematical and numerical models of the solidification of a cylindrical shaped casting, with taking into account the process of the mould cavity filling with molten metal, has been proposed. The feeding of the casting by a riser head during solidification and shrinkage cavity distribution has also been taken into consideration. The shape and deep of shrinkage cavity distribution depending on thermophysical properties of a riser head were estimated. One aims in the paper to obtain a casting without shrinkage defect. Velocity fields were obtained by solving the Navier-Stokes equations and the continuity equation, while the thermal fields were obtained by solving the conduction equation containing the convection term. The changes in the thermophysical parameters, with respect to temperature, were taken into account. The problem was solved by the finite element method.
EN
The article deals with study of thermal processes in the casting – sand mould system. The current measuring equipment developed at the Department of Metallurgy was applied for measuring of the thermal conditions in the system: iron casting - sand mould. Experimentally measured temperatures in sand mould (250 x 250 x 260 mm) and in the thermal axis of the iron casting (∅ 40 x 200 mm) were compared with temperature field parallel simulated by professional assembled software at the identical material, size and initial conditions.
PL
Artykuł dotyczy badań procesów cieplnych w układzie odlew – forma piaskowa. Do określenia warunków cieplnych w układzie odlew – forma piaskowa użyto aparatury opracowanej w Instytucie Metalurgii. Zmierzony przebieg zmian temperatury w czasie formy piaskowej (250 x 250 x 260 mm) i żeliwnego odlewu o kształcie cylindra (∅ 40 x 200 mm) w jego osi porównano z polem temperatur symulowanym w profesjonalnym programie dla tych samych materiałów, geometrii i warunków początkowych.
16
PL
W celu uwiarygodnienia metod symulacji krzepnięcia odlewów istotne jest przeprowadzenie eksperymentów fizycznych oraz uzyskiwania rzeczywistych rozkładów temperaturowych. W pracy przedstawiono metody szacowania błędów pomiarowych korzystając z rachunku operatorowego i modelu komputerowego. Rezultaty zweryfikowano danymi doświadczalnymi.
EN
In simulation of solidification process it is important to have real temperature from experiment. Basing on the operational calculus and numerical model, two methods were described for obtaining proper temperature distribution during casting solidification. Presented methods were examined by experiment.
PL
Praca dotyczy zagadnień związanych z procesem krzepnięcia i krystalizacji odlewów ze stropów dwuskładnikowych wykonanych w warunkach wymuszonej konwekcji wirującym polem magnetycznym (WPM). Odlewy wykonane z tych stopów w klasycznych warunkach, tj. bez wymuszonej konwekcji, szczególnie ciągłe, posiadają szeroką strefę kryształów kolumnowych, która obniża ich jakość. W pracy rozważono wpływ zmian w warunkach krzepnięcia odlewu wywołanych przez wymuszoną konwekcję na szerokość strefy kryształów kolumnowych, a w szczególności na możliwość ograniczenia jej rozmiarów. Uzyskane wyniki dowodzą, że pole magnetyczne zmienia warunki termiczne i stężeniowe. Jedne i drugie zależą od indukcji pola magnetycznego B, czyli od prędkości ciekłego metalu przed frontem krystalizacji Vcm. Z porównania skutków oddziaływania WPM w odlewach z czystych metali i stopów wynika, że sama tylko zmiana w warunkach cieplnych krzepnięcia, wywołana przez wymuszony ruch ciekłej fazy, nie wystarcza do zajścia przemiany struktury kolumnowej w równoosiową. Warunkiem koniecznym do wywołania przemiany struktury kolumnowej w równoosiową jest odpowiednia ilość dodatku stopowego, przy której wymuszony ruch metalu spowoduje inne od tradycyjnego jego rozłożenie w odlewie. Dopiero wówczas w połączeniu ze zmienionymi warunkami termicznymi ulegną zmianie warunki trwałości frontu krystalizacji, które będą skutkować zanikiem krystalizacji kierunkowej odlewu. Model transformacji struktury kolumnowej w równoosiową oparto na analizie zmodyfikowanego przez autora stężeniowego kryterium trwałości frontu krystalizacji, w którym wykorzystuje się wyniki pomiarów stężenia dodatku stopowego wzdłuż promienia wlewka. Warunki gradientowo-kinetyczne wyznaczono za pomocą symulacji procesu krzepnięcia. Tak określone warunki krystalizacji na powierzchni rozdziału umożliwiają śledzenie procesu krzepnięcia rzeczywistego odlewu od jego powierzchni zewnętrznej do osi. Pozwala to na analizę relacji pomiędzy warunkami termicznymi i stężeniowymi w czasie krzepnięcia odlewu oraz wyznaczanie miejsca utraty trwałości frontu krystalizacji, które po przyjęciu pewnych założeń upraszczających, może być utożsamiane z szerokością strefy kryształów kolumnowych. Potwierdzam poprawności przyjętego modelu są wyniki badań doświadczalnych. Do analizy wykorzystano również wyniki symulacji przepływu ciekłego metalu przed frontem krystalizacji dla różnych modeli powierzchni międzyfazowej wskazując na jakościowe zależności pomiędzy geometrią frontu a zmianami w strukturze. Wyznaczono zależności, na podstawie których można przewidywać szerokość strefy kryształów kolumnowych, uwzględniając stężenie nominalne dodatku stopowego Co, wymuszoną przez wirujące pole magnetyczne prędkość ruchu ciekłego mwetalu Vcm oraz warunki termiczne reprezentowane przez: temperaturę zlewania Tzal, gradient temperatury na froncie krystalizacji w chwili zakończenia działania wymuszonej konwekcji Gr lub różnicę temperatury na przekroju odlewu (delta)T.
EN
The work refers to solidification and crystallization of two-component alloy castings made under the conditions where convection is forced by rotating magnetic field (RMF). Castings, particularly continuous ones, made of these alloys under conventional conditions, i.e. without forced convection, have a wide zone of columnar crystals which makes their quality worse. The present work considers the effect of changes in casting solidification conditions caused by forced convection on columnar crystal zone width, or on possibility of the zone dimension limitation. The results achieved prove that magnetic field can change thermal and concentration conditions. Both of them depend on B magnetic field induction, i.e. on liquid metal velocity before Vcm crystallization front. If we compare RMF effects in the castings made of pure metals and alloys we can see that the change itself in thermal conditions caused by liquid phase forced movement is not sufficient for the columnar to equiaxed transition (CET). A suitable amount of alloy addition is a necessary condition for CET, because then forced movement of the metal causes another than traditional arrangement in the casting . and this fact accompanied by changed thermal conditions will change the conditions of crystallization front durability, which will result in casting directional crystallization decay. The modle of columnar structure transformation into equiaxed struxture is basaed on the analysis of solidification criterion of crystallization front durability; the criterion has been modified by the author who used the results of alloy addition concentration measurements along the ingot radius, gradient-kinetics condition have been determined by means of solidification process simulation. Such crystallization conditions on the separation surface enable to watch solidification of the casting from the surface to the axis. It allows to analyse the relation between thermal and solidification conditions during the casting solidification and to determine the place where crystallization front loses its durability; this place, after some simplifications, can be taken as a columnar crystal zone width. The experimental results confirm correctness of the model. The relationship which are the basis for prediction of the columnar crystal zone width have been determined with taking into consideration the following: nominal concentration of Co alloy addition, Vcm liquid metal velocity forced by the rotating magnetic field and thermal conditions represented by Tzal pouring temperature, temperature gradient on the crystallization front at the moment of Gr forced convection end temperature difference of (delta)T casting section.
PL
Typowe programy narzędziowe stosowane do symulacji numerycznej krzepnięcia odlewu w formie opierają się na modelach matematycznych, z reguły nie uwzględniających zjawiska makrosegregacji. Zaniedbanie tego zjawiska powoduje, że pewne ważne z cieplnego punktu widzenia procesy nie będą uwzględnione. W artykule przedstawiono wyniki badań w postaci procedur numerycznych uzupełniających model przepływu ciepła w układzie odlew-forma-otoczenie podczas krzepnięcia objętościowego. Podano prosty model makrosegregacji, zbliżający opis matematyczny do realnych warunków fizycznych. Zaprezentowano również model krzepnięcia na poziomie pojedynczego ziarna.
EN
Typical software programmes utilized in the numerical simulation of the casting solidification in a mould are based on mathematical models which as a rule do not take into consideration the macrosegregation effect. To neglect this effect causes that some important from the thermal point of view processes will not be taken into account. In the article the investigation results in the form of numerical procedures, which complete the model of heat transfer in a casting-mould-environment system during the solidification in volume, are presented. A simple model of macrosegregation, bringing the mathematical description closer to real physical conditions, was given. The solidification model developed for a single grain was also proposed.
EN
The article deals with the influence of the thermal transmission resistance of the casting - gap - metal mould system. Using experimental measured data and computer simulation the temperature conditions of the thermal transmission resistance were studied and determined for the casting of parallel plate shape of thickness 20 mm. Pure aluminium, AlSi 13 alloy and pure zinc were cast in a cast iron mould of dimension 400 x 300 x 200 mm. Thermal transmission resistance coefficients are important for a simulation of solidification and cooling casting - conditions and other thermal processes running in the metal moulds.
PL
Artykuł traktuje o wpływie oporu przewodzenie ciepła układu odlew – szczelina – forma metalowa. Używając eksperymentalnie wyznaczonych danych i symulacji komputerowej zostały wyznaczone temperaturowe warunki oporu przepływu ciepła do odlewu płyty o grubości 20 mm. Płytę odlano z czystego aluminium, stopu Al-Si13, czystego cynku w formie żeliwnej o wymiarach 400x300x200. Współczynniki oporu cieplnego są ważne w symulacji krzepnięcia i stygnięcia odlewu oraz innych procesów cieplnych zachodzących w formie metalowej.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.