The study presents the findings of research concerning the possibilities for application of parallel processing in order to reduce the computing time of numerical simulations of the steel continuous casting process. The computing efficiency for a CCS model covering the mould and a strand fragment was analysed. The calculations were performed with the ProCAST software package using the finite element method. Two computing environments were used: the PL-Grid infrastructure and cloud computing platform.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących możliwości zastosowania przetwarzania równoległego w celu skrócenia czasu trwania obliczeń numerycznych symulacji procesu ciągłego odlewania stali. Przeanalizowano wydajność obliczeń dla modelu COS obejmującego krystalizator i fragment pasma. Obliczenia przeprowadzono przy pomocy pakietu oprogramowania ProCAST w oparciu o metodę elementów skończonych. Wykorzystano dwa środowiska obliczeniowe: infrastrukturę PL-Grid i chmurę obliczeniową.
W artykule przedstawiono ogólną koncepcję modelu automatów komórkowych (CA) dla zjawiska zmęczenia cieplnego i opisano reguły przejścia. Wstępne symulacje wykonano dla próby zmęczenia cieplnego przeprowadzonej na stanowisku badawczym w Politechnice Wrocławskiej. Przedstawione zostały wyniki jakościowe otrzymane z symulacji MES w skali makro i automatów komórkowych w skali mikro.
EN
General idea of the cellular automata (CA) model for the thermal fatigue is presented in the paper. Transition rules are described. Primary simulations were performed for thermal fatigue test installed at the Wrocław University of Technology. Results of qualitative analysis using finite element code in macro scale and cellular automata in micro scale are presented.
In the paper a numerical model of heat and mass transfer in the mould zone in the steel continuous casting technology was presented. The model has been developed using ProCAST software designed for simulation of casting processes. It allows to determine temperature and stress distribution in continuous castings in order to optimize the most important process parameters. In this work calculations were executed for low carbon steel grades casted in the industry. In the simulations the real rheological properties measured in the experimental work and the boundary conditions determined on the basis of the industrial data were used.
PL
W pracy przedstawiono numeryczny model przepływu ciepła i masy w strefie krystalizatora w procesie ciągłego odlewania stali. Model ten został opracowany z wykorzystaniem oprogramowania ProCAST przeznaczonego do symulacji procesów odlewniczych. Model ten może służyć do wyznaczenia rozkładu temperatury oraz naprężenia w ciągłym wlewku, co umożliwia optymalizację parametrów procesu. W pracy przeprowadzono symulacje dla stali niskowęglowych. W symulacji wykorzystano rzeczywiste właściwości reologiczne stali wyznaczone w pomiarach laboratoryjnych oraz warunki brzegowe określone na podstawie danych przemysłowych.
The results of investigations relating the determination of thermal boundary conditions for continuous casting of steel were presented in the paper. The slab of dimensions 1100 mm x 220 mm was analyzed. In numerical calculations two models were compared. The first was the simple one and it used average heat transfer coefficient in both cooling zones. The second one used complex models in primary and secondary cooling zones. The presented models were verified on basing on an industrial data base. The problem was solved by the finite element method and the commercial numerical packet ProCAST.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wyznaczenia termicznych warunków brzegowych dla procesu ciągłego odlewania stali. Analizie poddano wlewek płaski o wymiarach 1100 mm x 220 mm. W obliczeniach porównano modele uproszczone, wykorzystujące średni współczynnik wymiany ciepła w strefie chłodzenia pierwotnego i wtórnego oraz modele rozbudowane. Zaprezentowane modele zweryfikowano na podstawie przemysłowej bazy danych. Zadanie zostało rozwiązane metodą elementów skończonych z zastosowaniem pakietu numerycznego ProCAST.
Utilization of the steelmaking slag by reduction is the technology which seems to be today rather controversial. However it is possible to use this way of utilization in case if the economical surround will be changed. One of the possible improvement for the described method is the modifying input materials for process reduction. The thermodynamic model was developed which enable to optimize the chemical composition of the final product. The laboratory investigations confirmed a good agreement between model calculations and experimental results.
PL
Zastosowanie technologii redukcji żużla do utylizacji żużli stalowniczych wydaje się być dzisiaj pomysłem kontrowersyjnym. Jednakże wybór tej ścieżki utylizacji może stać się prawdopodobny w sytuacji zmiany warunków ekonomicznych w otoczeniu branży hutniczej. Jedną z metod udoskonalenia rozważanej technologii jest zastosowanie metody modyfikowania materiału wejściowego do procesu redukcji. Opracowany został model termodynamiczny, który umożliwia optymalizację składu chemicznego finalnego produktu prowadzonego procesu. Badania laboratoryjne potwierdziły dobrą zgodność obliczeń modelowych z wynikami eksperymentów.
Badano wpływ pasmowych niejednorodności odkształcenia na umocnieniowe zachowanie się monokryształów stopu Al-1%Mn odkształcanego w próbie nieswobodnego ściskania. Wybrano orientacje niestabilne: sześcienną-{100}<001>, ścinania-{100}<011> oraz C-{112}<111>. Odkształcenie przeprowadzono w temperaturze pokojowej w matrycy kanalikowej, w kilku etapach, do sumarycznego zgniotu wynoszącego ok. 85 %. Zmiany mikrostruktury i tekstury badano za pomocą mikroskopii elektronowej skaningowej i transmisyjnej i skorelowano je z wynikami symulacji numerycznej z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych
EN
Influence of band-like deformation heterogeneities on hardening behaviour of Al-1wt.%Mn alloy single crystals deformed in plane strain compression was studied in this work. Unstable orientations were chosen: cube {100}<001>, shear {100}<011> and C {112}<111>. Deformation in stages adding up to 85 % has been carried out in channel-die device in ambient temperature. Changes of microstructure and texture have been observed with scanning electron microscopy and transmission electron microscopy and were correlated with results from numerical simulations using Finite Element Method.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Naprężenia występujące w materiałach o małej plastyczności, podczas przeróbki plastycznej, mogą lokalnie doprowadzić do zarodkowania oraz rozprzestrzeniania się mikropęknięć. Dlatego, aby prawidłowo określić parametry procesu przeróbki plastycznej, niezbędne jest ustalenie odporności odkształcanego materiału na pękanie. Do oceny plastyczności technologicznej materiałów w procesach przeróbki plastycznej, a także spawania, często stosuje się metodę SICO. Pozwala ona na opracowanie ilościowych kryteriów pękania. Symulacja numeryczna tej próby umożliwia również ustalenie lokalnych wartości przyjętych kryteriów pękania w każdym miejscu próbki i przeniesienie ich do analizy w skali makro. Celem pracy jest przedstawienie podstawowych cech próby SICO oraz metody interpretacji wyników opracowanej przez Autorów.
W artykule omówiono modelowanie numeryczne próby SICO i wykorzystanie wyników symulacji, obejmujących obliczenia pól odkształceń, naprężeń i temperatur, do wyznaczenia parametrów materiałowych w kryterium pękania. Przedstawiono metodykę fizycznej symulacji próby SICO. Próby zrealizowano na symulatorze Gleeble 3800 dla stali z różną zawartością miedzi. Wyniki prób wykorzystano do identyfikacji kryteriów pękania. W wyniku przeprowadzonych badań możliwe było ilościowe wyznaczenie zależności między parametrami materiałowymi w kryterium pękania a zawartością miedzi w stali.
EN
Results of this simulation (stress, strain and temperature fields) are used to determination materials parameters in fracture criterion. Physical simulation of the SICO test was also described in the presented paper. Tests were performed on Gleeble 3800 simulator for steels with different contents of copper. Results of these tests are used to identification fracture criterion. Suggestion of the relationship between material parameters in fracture criterion and copper contents in steel was possible.
Opracowanie ilościowego kryterium pękania materiałów w procesach plastycznej przeróbki metali ma duże znaczenie dla modelowania tych procesów w zastosowaniu do specjalnych materiałów, charakteryzujących się małą plastycznością. Znane kryteria opierające się na obliczeniach historii naprężenia i odkształcenia, dają dobre wyniki jakościowe, ale dokładność ilościowa jest często niewystarczająca. Jest to zwykle związane z trudnościami w wyznaczeniu współczynników materiałowych w kryterium pękania. Problem opracowania bardziej ogólnego kryterium, dającego dobre wyniki jakościowe, jest nadal otwarty. Próba SICO jest powszechnie stosowana do wyznaczania podatności materiałów do pękania. Ze względu na duże niejednorodności temperatury, naprężeń i odkształceń w tej próbie, jej ilościowa interpretacja stwarza duże trudności. Jednym z celów niniejszej pracy jest modelowanie numeryczne próby SICO i wykorzystanie wyników symulacji, obejmujących obliczenia pól odkształceń, naprężeń i temperatur, do wyznaczenia parametrów materiałowych w kryterium pękania. Opracowanie metodyki fizycznej symulacji próby SICO jest drugim celem pracy. Próby zrealizowano na symulatorze Gleeble 3800 dla stali z różną zawartością miedzi. Wyniki prób wykorzystano do identyfikacji kryteriów pękania. W wyniku przeprowadzonych badań możliwe było ilościowe wyznaczenie zależności między parametrami materiałowymi w kryterium pękania a zawartością miedzi w stali.
EN
Formulation of quantitative fracture criterion for materials subjected to plastic working is essential for modeling of these processes for special materials, which are characterized by low plasticity. Criteria based on computing of stress and strain history are commonly used. They give relatively good qualitatively results but quantitative accuracy is often insufficient. It is generally due to difficulties with determination of material coefficient in fracture criteria. Problem of formulation more general criterion, which give qualitatively good results, is still open. SICO test is commonly used to determine tendency of materials to fracture. Due to in homogeneities of temperature, stress and strain fields in the test, quantitative interpretation produce certain problems. Goals of this work follow from this facts. The first is numerical simulation of the SICO. Results of this simulation (stress, strain and temperature fields) are used to determined materials parameters in fracture criterion. Physical simulation of the SICO test is the second goal of the work. Tests were performed on Gleeble 3800 for steels with different contents of copper. Results of these tests are used to identification fracture criterion. Suggestion of the relationship between material parameters in fracture criterion and copper contents in steel was possible.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.