Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 15

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
This paper presents the methodology for determining thermal strains and stresses during heating the charge in a rotary furnace. The calculations were made with the original software, which uses the finite element method. The heat transfer boundary conditions used for computing were verified on the basis of industrial tests. Good compatibility between the experimental data and numerical calculations was obtained. The possibility of the material cracking occurrence was checked for a set exhaust gas temperature distribution on the furnace length. As a result, it was possible to develop steel heating curves characterized by short process times.
EN
In the paper the results of evaluation of the temperature and stress fields during four cycles of the heat treatment process of the windmill shaft has been presented. The temperature field has been calculated from the solution to the heat conduction equation over the whole heat treatment cycles of the windmill shaft. To calculate the stress field an incremental method has been used. The relations between stresses and strains have been described by Prandtl-Reuss equation for the elastic-plastic body. In order to determine the changes in the temperature and stress fields during heat treatment of the windmill shaft self-developed software utilizing the Finite Element Method has been used. This software can also be used to calculate temperature changes and stress field in ingots and other axially symmetric products. In the mathematical model of heating and cooling of the shaft maximum values of the strains have been determined, which allowed to avoid the crack formation. The critical values of strains have been determined by using modified Rice and Tracy criterion.
PL
Celem umożliwienia analizy wpływu temperatury pieca i jej zmian w czasie na pole naprężeń i odkształceń w nagrzewanym wsadzie opracowano model matematyczny symulujący warunki panujące w piecach grzewczych. Obliczenia przeprowadzono za pomocą programu komputerowego dedykowanego dla procesu nagrzewania wsadu wielkogabarytowego. Pola naprężeń i odkształceń wyznaczono dla wlewka o masie 16 Mg. Weryfikację modelu wymiany ciepła przeprowadzono w oparciu o pomiary nagrzewania wsadu w piecu komorowym.
EN
The mathematical model of the stress and strain fields in the massive charge during heating was developed. Calculations were performed for the 16 Mg ingot heating in the chamber furnace. The validation of the developed heat transfer model has been performed in the Celsa Huta Ostrowiec steel plant.
EN
The paper presents the results of the heat transfer coefficient determination while the water spray cooling process. To determine the boundary condition over the metal surface cooled by water spray the inverse heat conduction problem has been used. In the investigations the axially symmetrical sample has been used as a cooled object. Because of the specific setup of the sensor used in investigations, two finite element models have been tested in the inverse determination of the heat transfer coefficient. The first one, which simplifies the sensor geometry to a cylinder and the second one, that describes the real shape of the sensor. Also, the comparison between two different models employed to determine the heat transfer coefficient over the cooled sample surface have been presented. The boundary condition models differ in description of the function that has been employed to approximate the heat transfer coefficient distribution over the cooled surface in the time of cooling.
PL
W pracy przedstawiono wyniki obliczeń współczynnika wymiany ciepła wyznaczonego na podstawie badań eksperymentalnych. Do wyznaczenia warunku brzegowego na powierzchni metalu chłodzonego natryskiem wodnym wykorzystano rozwiązanie brzegowego odwrotnego zagadnienia przewodzenia ciepła. Badania eksperymentalne przeprowadzono dla próbki osiowosymetrycznej. Ze względu na specyficzną budowę czujnika wykorzystanego w badaniach, w algorytmie metody odwrotnej przetestowano dwa modele elementów skończonych opisujące geometrię próbki. Pierwszy model upraszczał geometrię próbki do postaci „zwykłego” walca, drugi model opisywał rzeczywisty kształt próbki. W pracy testowano również dwa modele aproksymacji warunku brzegowego.
PL
W pracy przedstawiono modele matematyczne opisujące wymianę ciepła w czasie nagrzewania wsadu w komorowym piecu elektrycznym oraz podczas chłodzenia pasma osłoniętego ekranem cieplnym. Rozwiązanie uzyskano w przekroju poprzecznym pasma. Modele matematyczne dostosowano do warunków nagrzewania i walcowania płaskowników w linii LPS. Model nagrzewania wsadu w elektrycznym piecu komorowym opracowano na podstawie radiacyjnej wymiany ciepła między nagrzewanym materiałem i ścianami pieca. Model wymiany ciepła pasma osłoniętego ekranem cieplnym opracowano dla ekranu zbudowanego z trzech warstw: wewnętrznej osłony metalowej, warstwy izolującej i zewnętrznej osłony metalowej. Modelowano dwa ekrany: jeden z osłoną z blachy stalowej i drugi z osłoną wykonaną z blachy aluminiowej. Model wymiany ciepła pasma osłoniętego ekranem cieplnym może być zastosowany również dla innych linii walcowania ciągłego slabów i blach.
EN
The numerical model describing the heat transfer during charge heating in the electric chamber furnace has been presented. Heat transfer models for hot rolling were supplemented by the boundary conditions for cooling of strand covered by the thermal shield. The solution was obtained in the cross section of the rolled material. The heat transfer models were adjusted to the technical specifi cations of the LPS rolling line. The heat transfer model for charge heating was developed based on the radiation heat transfer between the charge and the furnace wall surfaces. Heat transfer model for cooling of the rolled strand covered with three layer thermal shield was developed. Two types of shields were studied: with steel sheet shield and with aluminum sheet shield. The heat transfer model for rolled strand covered by the thermal shield is also suitable for other rolling lines.
PL
W pracy przedstawiono trójwymiarowy model naprężeń i odkształceń powstających we wlewku odlewanym w sposób ciągły. Rozwiązanie uzyskano metodą elementów skończonych. Analizowano wpływ dodatkowego chłodzenia naroży na rozkład naprężeń i odkształceń powstających we wlewku odlewanym w urządzeniu COS. Przeprowadzono również analizę wpływu tego chłodzenia pod kątem możliwości powstawania pęknięć w strefi e naroży. Obliczenia pękania prowadzono z zastosowaniem powszechnie wykorzystywanego w tym celu kryterium Lathama. Analizowano proces odlewania wlewków kwadratowych o wymiarach 160×160 mm ze stali o zawartości węgla 0,84%.
EN
Three dimensional model of the stress and strain field in the continuously cast strand has been presented. The finite element method has been employed in the thermo-mechanical model. The influence of the additional rapid cooling of the strand corners on the strain and stress field has been investigated. The investigations of the additional cooling ware focused on the fracture development at strand corners caused by high temperature gradients. Latham fracture criterion has been used in the finite element model of the fracture development. The computations have been performed for continuous casting of the 160×160 mm square strand made of steel having 0,84% of carbon.
PL
W pracy przedstawiono model numeryczny, opisujący przewodzenie ciepła w prętach i płaskownikach walcowanych w linii LPS i innych układach ciągłego walcowania. Rozwiązanie uzyskano w przekroju poprzecznym płaskownika lub pręta. W modelu uwzględniono zmianę kształtu przekroju bryły w wyniku odkształcenia plastycznego. Zmianę kształtu wprowadzono przez transformację przekroju poprzecznego pręta lub płaskownika. W modelu wymiany ciepła uwzględniono ciepło odkształcenia plastycznego, ciepło tarcia na powierzchni styku odkształcanego materiału z walcami. Uwzględniono również efekty cieplne przemian fazowych. Model numeryczny i oprogramowanie testowano w warunkach linii LPS.
EN
The numerical model describing heat transfer in bars and slabs rolled in LPS line and the other rolling systems has been presented in the paper. The solution was obtained at the cross section of the rolled material. The change of workpiece shape caused by plastic deformation was considered. The workpiece shape deformation was introduced by transformation of the cross section of the rolled bar or fl at. The heat of plastic deformation in the deformation zone and the heat of friction at the material/roll interface have been taken into account. Also the latent heat of phase transformation was considered. Numerical model and developed software have been tested at the LPS line.
PL
W pracy przeprowadzono analizę wpływu wielkości strumienia wody w strefie chłodzenia wtórnego pasma COS na zasięg strefy krzepnięcia. Dodatkowo zbadano wpływ prędkości odlewania dla tych samych parametrów chłodzenia. Obliczenia wykonano za pomocą opracowanego pakietu do modelowania linii ciągłego odlewania stali. Analizowano zarówno rozkład temperatury pasma COS, jak również powstające odkształcenia i naprężenia. Stwierdzono znaczny wpływ analizowanych parametrów na rozkład temperatury i naprężenie średnie. Wykorzystując kryterium Lathama wytypowano miejsca szczególnie narażone na pękanie.
EN
Formation of surface and internal cracks during solidification and cooling of steel while continuous casting process depends on stress and strain development in the strand. Stress and strain development depends on many factors. The most important are cooling parameters, strand shape, arc of casting machine, casting speed and chemical composition of steel. All these factors have influence on the stress and strain field and may cause the failures formation. In these case prediction of crack formation is a very important problem in the design of the continuous casting technology. The effect of the arc of strand corner on the strain and stress development in the continuously casted ingot and on the possibility of cracks formation has been investigated. The analysis has been performed on the ground of numerical calculations for selected fracture criterions and two different arc of strand corner. Finite element method has been employed to compute the stress and strain field in the whole continuous casting line. The thermal stresses have been calculated for the strand temperature determined from the three dimensional steady solution to the heat transport equation. Heat of solidification has been included in the finite element model. The thermal strains and stresses which result from nonuniform temperature field were computed and coupled with the strains and stresses caused by bending and unbending of the strand.
PL
Powstawanie pęknięć na powierzchni wlewków odlewanych w sposób ciągły w istotny sposób ogranicza wydajność urządzeń lub przyczynia się do obniżania jakości odlewanych wyrobów. Wpływ na powstawanie pęknięć ma wiele czynników. Do najważniejszych należy zaliczyć: kształt przekroju poprzecznego pasma, promień łuku maszyny do ciągłego odlewania, prędkość odlewania i skład chemiczny stali. Wymienione czynniki wpływają na rozwój naprężeń i odkształceń w odlewanej stali. Dążenie do zwiększania prędkości odlewania wymusza stosowanie intensywnych metod chłodzenia powierzchni wlewków ciągłych. Powstające duże gradienty temperatury skutkują znacznymi naprężeniami cieplnymi. Szczególnie trudne jest odlewanie wlewków z zaokrąglonymi narożami. Taki typ wlewków 0promieniu zaokrąglenia naroży około 15-20 mm jest poszukiwany przez producentów wyrobów walcowanych długich. Ze względu na pękanie zaokrąglonych naroży wlewków, stosuje się bardzo małe promienia zaokrąglenia od 3 do 5 mm. Dotychczas nie wyjaśniono dlaczego zwiększenie promienia naroża sprzyja powstawaniu pęknięć.   Do  obliczeń  naprężeń i odkształceń wlewków ciągłych zastosowano poprawione modele cieplne mechaniczne. W obliczeniach pola temperatury uwzględniono ciepło krzepnięcia stali  i poprawiono dokładność  symulacji poprzez uwzględnienie w algorytmach numerycznych bilansu ciepła pasma. W obliczeniach pola naprężeń uwzględniono zarówno naprężenia cieplne jak i naprężenia powodowane wyginaniem pasma na łuku maszyny COS.  Wyniki  symulacji potwierdziły wzrost  wartości  wybranych  kryteriów  pękania w przypadku wlewków ciągłych o promienia naroża 16 mm w stosunku do wlewków o promieniu naroża 6 mm.
EN
Improvement of slab surface quality is a very important goal in continues casting process of steel. It is closely coupled with casting line productivity and tendency to increase casting speed. In such a case rapid cooling of strand surface mast be employed. It results in thermal stresses development and formation of surface cracks if casting speed, cooling conditions or the arc of casting machine are not appropriate. The strain and stress fields in continuously cast strand have been determined based on the developed thermo-mechanical model and finite element software. It allowed to calculate variation of selected criterions integrals over the hole casting line starting from solidification process in the mould and ending at cutting section. Steady solution to heat transfer equation has been used to calculate strand temperature field. Mould temperature has been calculated from the three dimensional transient model. Finite element method has been employed to build steady and transient heat transfer models. Finite element solution accuracy to the temperature field has been improved. New algorithm of the solidification heat handling has been developed to stabilize a steady solution to the heat transport equation. Damageability of the strand has been evaluated based on four fracture criterions.
PL
Poprawa jakości powierzchni wlewka ciągłego jest jednym z głównych celów procesu ciągłego odlewania stali. Z drugiej strony ciągła potrzeba zwiększania wydajności linii produkcyjnej poprzez zwiększenie prędkości odlewania, wymaga bardziej intensywnego chłodzenia pasma. Rezultatem takich działań jest rozwój naprężeń cieplnych oraz tendencja do powstawania pęknięć powierzchniowych we wlewku ciągłym. Naprężenia i odkształcenia powstające w materiale określono przy użyciu modelu termomechanicznego z wykorzystaniem oprogramowania bazującego na metodzie elementów skończonych. Dzięki temu możliwym stało się wyznaczenie przebiegu zmian parametrów opisujących wybrane kryteria pękania na całej długości odlewanego pasma (od momentu krzepnięcia w krystalizatorze, aż do momentu odcinania pasma na wyjściu z maszyny COS). W opracowanym modelu wymiany ciepła pole temperatury w odlewanym paśmie wyznaczono przy pomocy stacjonarnego rozwiązania równania wymiany ciepła. Do obliczeń pola temperatury w krystalizatorze wykorzystano trójwymiarowy model niestacjonarny. W obu przypadkach w rozwiązaniu numerycznym zastosowano metodę elementów skończonych. Poprawę stabilności i dokładności rozwiązania pola temperatury uzyskano dzięki uwzględnieniu ciepła krzepnięcia. Podatność pasma na powstawanie defektów określono za pomocą wybranych kryteriów pękania.
11
Content available remote Modelowanie pola temperatury prętów walcowanych na gorąco
PL
W projektowaniu procesów walcowania na gorąco prętów i kształtowników istotne znaczenie ma prawidłowe określenie zmian temperatury materiału w całym cyklu produkcyjnym. Zmiany temperatury powinny być wyznaczane od wydania wsadu z pieca do końcowego studzenia materiału na chłodni. Takie obliczenia mogą być wykonane za pomocą pakietów metody elementów skończonych przeznaczonych do analizy przeróbki plastycznej. Czas obliczeń jest jednak długi ze względu na konieczność wykonywania symulacji kolejnych etapów plastycznego odkształcenia. Powstają również problemy z przenoszeniem wyników obliczeń do kolejnych etapów symulacji. W praktyce, nie wykonuje się symulacji zmian temperatury w całej linii walcowania, głównie ze względu na złożone warunki wymiany ciepła w przerwach między kolejnymi przepustami. Opracowano model matematyczny, numeryczny i oprogramowanie specjalistyczne przeznaczone do określania zmian temperatury walcowanego materiału, bez konieczności symulacji metodą elementów skończonych odkształcenia plastycznego. W rezultacie obliczenia temperatury walcowanego materiału od nagrzewania do chłodzenia na chłodni nie przekraczają jednej minuty. Daje to możliwość wielokrotnego powtarzania obliczeń w celu dobrania odpowiednich prędkości walcowania oraz sposobów chłodzenia.
EN
Proper prediction of material temperature changes during the entire production process plays an important role in designing of the rolling process of bars and sections.. Temperature changes should be followed starting from the charge heating following the rolling mills and ending on product cooling at cooling bed. This type of calculations can be performed using the finite element software designed for modeling of rolling processes. In such a case the computation time is high due to simulation of subsequent rolling passes. In addition to long computation time it is difficult to transfer data from one to the other simulation. It results in luck of complete simulations for the hole rolling line. Mathematical model and software designed for computation of the strip temperature has been developed. Strip temperature in the rolling line can be computed without simulation of the material plastic strain at rolling mills. In such case, computation of temperature of the rolled material (from heating to cooling) does not exceed one minute. This facilitates repetition of the computations to select proper rolling rate and manner of cooling.
PL
W pracy przedstawiono analizę wybranych kryteriów pękania w zastosowaniu do procesu ciągłego odlewania wlewków. Obliczenia numeryczne wykonano dla czterech kryteriów. W analizie uwzględniono odkształcenia i naprężenia cieplne, wynikające z niejednorodnego pola temperatury, oraz odkształcenia i naprężenia, wynikające z zaginania i odginania wlewka ciągłego. Pole naprężeń i odkształceń wyznaczono metodą elementów skończonych dla wlewka ciągłego krzepnącego w krystalizatorze, stygnącego w układach chłodzenia wtórnego i w powietrzu, aż do strefy odcinania.
EN
The analysis of the cracks formation criterions in application to continuously cast strand has been performed. The analysis was taken on the ground of numerical calculations for four selected fracture criterions. The thermal strains and stresses which result from nonuniform temperature field were included in analysis. Also strains and stresses which are caused by bending and unbending of the cast strand were taken into account. Finite element method was used to compute the stress and strain field in the whole continuous casting line.
PL
W pracy przedstawiono trójwymiarowy model naprężeń i odkształceń powstających we wlewku odlewanym w sposób ciągły. Rozwiązanie uzyskano metodą elementów skończonych. Testy modelu przeprowadzono dla dwóch różnych wartości promienia łuku urządzenia COS. Testy wykazały istotny wpływ tego parametru na wartość naprężeń powstających we wlewku ciągłym.
EN
Development of the stress and strain fields in the continuously casted stand has been analyzed. Mechanical stresses resulting from bending and unbending of the strand has been taken into account. The stress model is completed with the thermal stresses resulting from non uniform temperature distribution in the strand. The solution has been obtained by the finite element method in the three dimensional domain. The results of calculation have shown essential influence of the arc of casting machine on the stress field. The maximum value of the mean stress has increased from 250 MPa to 400 MPa if the arc of casting machine has been change from 10.5 m to 6 m.
PL
W pracy przedstawiono model matematyczny wymiany ciepła zastosowany do wyznaczania pola temperatury wlewka ciągłego chłodzonego w krystalizatorze i w strefie chłodzenia wtórnego oraz w powietrzu. Zastosowano rozwiązanie stacjonarne do wyznaczenia temperatury wlewka i rozwiązanie niestacjonarne do wyznaczenia temperatury krystalizatora. W modelu numerycznym zastosowano metodę reszt ważonych Galerkina. W trójwymiarowym rozwiązaniu metodą elementów skończonych zastosowano nieliniowe funkcje kształtu. Analizowano wpływ źródła ciepła na stabilność i dokładność rozwiązania. Badano bilans ciepła w objętości kontrolnej w celu skalowania funkcji wagi w metodzie reszt ważonych Galerkina.
EN
In the paper the heat transfer model employed for computation of the temperature field of the continuously cast strand has been presented. The model describes strand cooling in the mould, in the secondary coolling zones and in the air. Steady convection-diffusion equation has been employed to compute strand temperature in the whole continuous casting line. Transient solution has been used to compute mold temperature. Numerical model is based on the Galerkin method. The method uses nonlinear shape function and second order derivatives to the temperature field. Effect of the solidification heat on the strand temperature has been analyzed. The heat balance in the control volume has been computed in order to improve the solutions accuracy.
PL
W pracy podjęto próbę modelowania ruchu ciekłej stali w krystalizatorze ciągłego odlewania. Lepkość stali obliczano na podstawie pola temperatury wyznaczonego ze stacjonarnego równania przewodzenia ciepła. Pole prędkości wyznaczono korzystając z równań Naviera-Stokesa i równania ciągłości strugi. Rozwiązanie uzyskano metodą elementów skończonych. Opracowany model pozwala na wykonywanie szybkich obliczeń symulacyjnych ruchów ciekłej stali w krystalizatorze. Zastosowano rozwiązanie stacjonarne, co umożliwiło istotne skrócenie czasu obliczeń. Krótki czas obliczeń umożliwia zastosowanie opracowanego modelu do projektowania układów zalewowych. Analizie poddano ruch ciekłej stali w obrębie krystalizatora wywołany dynamicznym działaniem strugi ciekłej stali wydostającej się z dyszy zalewowej.
EN
Simulation of the liquid steel motion in the continuous casting mould has been performed. Viscosity of steel has been calculated based on the temperature field determined from the solution of the steady heat transport equation. Velocity of the liquid steel has been calculated from the Navier-Stokes equation coupled with the continuity equation. The finite element method was used in the numerical model. The developed model allows performing fast simulation of the liquid steel motion in the continuous casting mould. Reduction of the computation time has been achieved due to steady solution to the flow problem. Low computation time allows to use the developed software in designing the supply systems of the continuous casting mould. The liquid steel motion in the casting mould caused by the dynamic forces resulting from the liquid steel leaving the submerged nozzle has been analyzed.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.