Modelling of thixoforming using CFD methods

• Autorzy: Macioł, P. , Pietrzyk, M.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie tiksoformingu przy zastosowaniu metod dynamiki obliczeniowej płynów

• Konferencja: The International Scientific Conference on the Plasticity of Materials (XVI, 2009, Zakopane, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Main advantages and disadvantages of thixoforming are presented in the paper. Materials, which are presently used for thixoforming are described, as well. A short review of numerical methods dedicated recently to thixoforming modelling, is also included, dividing them into two groups – structural and Computational Fluid Dynamic methods. Internal Variable Convection method, which combines main advantages of both groups, is introduced IVC. Numerical models of two tests, as well as results of computations are shown. The first it the test designed to determine a semi-solid metal viscosity with a rotational viscometer. The second one is a filling of a T-shape mould. Main disadvantages, as well as expected improvements of the presented software are described in the paper.

PL

W artykule opisano wady i zalety technologii tiksoformingu, a także materiały stosowane w tej technologii. Omówiono obecnie stosowane techniki modelowania komputerowego procesów tiksoformingu, uwzględniając ich podział na metody wywodzące się z modelowania odkształcenia ciał stałych i z dynamiki płynów. Zaproponowano metodę Konwekcji Zmiennej Wewnętrznej, łączącą zalety obu tych metodologii. Przedstawiono wyniki numerycznych symulacji doświadczeń wykonywanych w celu wyznaczenia lepkości metalu w stanie stało-ciekłym oraz symulacji wypełniania formy T-kształtnej. Omówiono najistotniejsze wady obecnego rozwiązania oraz możliwości ich wyeliminowania.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie komputerowe; tiksoforming

EN

numerical modelling; thixoforming

• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 76, nr 8
• Strony: 617-619
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Macioł, P.

autor

Pietrzyk, M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Informatyki Stosowanej i Modelowania; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• 1. Spencer D. B.: Mehrabian R. & Flemings M.: Rheological Behaviour of Sn-15 % Pb in the Crystallization Range, Met. Trans. vol. 1, nr 3, 1974, pp. 1925÷1932
• 2. Fan Z.: Semisolid metal processing, Int. Mater. Rev., vol. 47, 2002, pp. 1÷37
• 3. de Figueredo, A. (ed.): Science and Technology of Semisolid Metal Processing, North American Die Casting Association, Rosemont, USA, 2001
• 4. Hirt G., Kopp R. (eds): Thixoforming, Semi-solid Metal Processing, Wiley-VCH, Weinheim, 2009
• 5. Bellet M., Moto Mpong S.: Determination of the constitutive equation parameters of a thixotropic Al alloy and FEM modeling of the thixoforming process, Proc. Conf. NUMIFORM 2001, in: Simulation of Materials Processing: Theory, Methods and Applications, Toyohashi, ed. Mori, K., Toyohashi, Lisse, 2001, pp. 1087÷1092
• 6. Kopp R., Choi J., Neudenberger D.: Simple compression test and simulation of an Sn15 % Pb alloy in the semi-solid state. J. Mater. Process. Technol., vol. 135, nr 2–3, 2003, pp. 317÷323
• 7. Alexandrou, A. N.: Constitutive modelling of semisolid materials, Proc. 4th Int. Con. on Semi-Solid Processing of Alloys and Composites, Sheffield, 1996, pp. 132÷136
• 8. Huilgol R. R., You Z.: Application of the augmented Lagrangian method to steady pipe flows of Bingham, Casson and Herschel–Bulkley fluids, J. Non-Newton. Fluid Mech., vol. 128, nr. 2–3, 2005, pp. 126÷143
• 9. Zienkiewicz O. C., Cormeau I. C.: Viscoplasticity – plasticity and creep in elastic solids – a unified numerical solution approach, Int. J. Numer. Methods Eng, vol. 8, 1974, pp. 821÷845
• 10. Sołek K., Stuczyński T., Białobrzeski A., Kuziak R., Mitura Z.: Modelling thixocasting with precise accounting of moving front of material, Mater. Sci. Technol., vol. 21, nr 5, 2005, pp. 551÷558
• 11. Mujumdar A., Beris A. N., Metzner A. B.: Transient phenomena in thixotropic systems, J. Non-Newton. Fluid Mech., vol. 102, 2002, pp. 157÷178
• 12. Macioł P.: Application of internal variable convection method for thixotropy modelling, Steel Res. Int., 79, special edition Metal Forming Conf., 2008, pp. 332÷339
• 13. Modigell M., Koke J.: Time-Dependent Rheological Properties of Semi-Solid Metal Alloys, Mechanics of Time- Dependent Materials, vol. 3, 1999, pp. 15÷30
• 14. Modigell M., Hufschmidt M., Petera J.: Two-phase simulations as a development tool for thixoforming processes, Steel Res. Int., vol. 75, 2004, pp. 513÷518