8
Рис. 3. Конечноэлементная сетка
Результаты разбиения геометрической модели
отливки и литейной формы на элементы хранятся на дискете в файле Alexey.geo.
.2 Задание индексов конечным элементам и их
границам
Задание индексов конечным элементам и их
границам производим с помощью программы МАСТЕР - 2D, являющейся рабочим модулем
САМ ЛП ПОЛИГОН и предназначенной для редактирования 2.5 - мерных расчетных
геометрических моделей отливки и литейной формы, создаваемых программой ДЕКАРТ
-2D.
Задание индексов граням конечных элементов
производим с помощью нажатия клавиши “В” и установления режима редактирования
“ГРАНИ”. Далее присваиваем индексы граням.
Выделяем намеченную грань и вводим ее индекс. В
результате грань окрашивается в соответствующий цвет, соответствующий индексу.
Задание индексов конечным элементам производим в такой же последовательности,
что и задание индексов граням, но установив режим “Элементы”.
В результате выполнения работы были присвоены
индексы: 5-конечным элементам формы, 8-конечным элементам отливки, 6-граница
отливка-форма, 9-граница форма-воздух.
Результаты отредактированной расчетной
геометрической модели отливки и литейной формы хранятся на дискете в файле Alexey.geo.
4. Моделирование температурно-фазовых полей в
отливке и температурных полей в литейной форме
Моделирование температурно-фазовых полей в
отливке и температурного поля литейной форме производим с помощью программы
“Фурье”, являющейся рабочим модулем СКМ ЛП ПОЛИГОН и предназначенной для численного
расчета температуры и фазовых полей отливки и литейной формы методом конечных
элементов.
Подготовка базы исходных данных производим в
меню формирования стартового файла.
Последовательность подготовки стартового файла:
) В пунктах 1-2 меню формирования стартового
файла задаем соответственно условия необходимости записи температуры отливки и
значения температур литейной формы.
) В пункте 3 меню формирования стартового файла
задаем значения шага расчета, условия окончания расчета, принимая во внимание,
что чем больше габариты отливки, тем большие значения шага расчета можно
задавать.
) Задание начальных условий
В пункте 4 меню формирования стартового файла
задаем начальные значения температуры металла в момент окончания заполнения
полости формы в верхней и нижних точках отливки.
Принимая во внимание что, металл мгновенно
заполняет литейную форму, температура в верхней и нижних точках отливки в
момент заполнения принимается одинаковой и равной температуре заливаемого
металла t = 1450 °C.
В пункте 5 меню формирования стартового файла
задаем начальные значения температуры литейной формы в момент окончания
заполнения полости формы. Принимая во внимание что металл мгновенно заполняет
литейную форму, температура в верхней и нижних точках формы в момент заполнения
принимается одинаковой и равной температуре формы при комнатной температуре t
= 20 °C.
Значения начальных температур отливки записаны
на дискете в файле Mag.ant.
) В пункте 10 меню формирования стартового
файла, производим загрузку имени файла с расчетной геометрической модели.
Рис.5. Кинетика затвердевания отливки в
различные периоды времени
) Формирование файла производим уже из
имеющегося файла свойств литейного сплава ПОЛИГОНА. Свойства выбранного
литейного сплава находятся на диске в файле 35-L.BD.
) В пункте 12 производим задание свойств
литейной формы, используя файл со свойствами сплава Standart.bdf.
из базы данных ПОЛИГОНА.
). В пункте 13 производим задание свойств
теплопередачи, используя файл теплопередачи Standart.afo.
из базы данных ПОЛИГОНА.
После задания начальных условий производим
расчет температурных полей в отливке и литейной форме.
Просмотр результатов моделирования производится
с помощью программы “Мираж”, являющейся рабочим модулем СКМ ЛП ПОЛИГОН.
Некоторые результаты моделирования
температурно-фазовых полей представлены на рис.5.
Результаты расчета температурно-фазовых полей
хранятся на дискете в файле ResultatAlexey.ant.
5. Расчет микро - и макро пористости в отливке
Расчет микро- и макропористости производим с
помощью программы «ПАСКАЛЬ», являющейся рабочим модулем СКМ ЛП ПОЛИГОН и
предназначенной для расчета микро- и макропористости в отливке. Производим
запуск программы “Паскаль”. После открытия головного меню выбираем пункт
“РАБОТА” и получаем доступ в меню формирования стартового файла.
Рис. 8. Распределение пористости в отливке.
Этап подготовки стартового файла состоит из
следующих этапов.
) В пункте 1 выбираем полный расчет пористости в
отливке.
) В пункте 2 устанавливаем режим «запись
давления».
) В пункте 4 устанавливаем величину внешнего
давления, равную атмосферному давлению.
). В пункте 6 приводим спецификацию файла, в
котором хранятся результаты расчета температурных полей в отливке и литейной
форме.
).Задание свойств литейной формы производим в
пункте 7, используя файл со свойствами сплава 35L
из базы данных ПОЛИГОНА.
После ввода данных приступаем к расчету.
Результаты моделирования пористости в отливке представлены на рис 8. Alexey.POR
с результатами расчета хранится на дискете.
6. Анализ результатов моделирования
По результату проделанной работы можно отметить,
что полученная отливка имеет брака. Пустот не наблюдается. Размеры припуска
рассчитаны верно или с запасом. Кристаллизация стали происходит равномерно в
отливке. Отсутствие скоплений пористости говори о том, что размеры сетки
подобраны верно.
Библиографический список
Основной
. Павловский, Ю.Н. Имитационное
моделирование : учеб. пособие для вузов / Ю. Н. Павловский, Н. В. Белотелов, Ю.
И. Бродский.- М. : Академия, 2008 .- 236 с. : ил. -(15 экз.)
. Строгалев, В.П. Имитационное
моделирование : учеб. пособие для вузов / В.П.Строгалев, И.О.Толкачева.- М. :
Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008 .- 280с. : ил. - (5 экз.)
. Мартинсон, Л.К. Дифференциальные
уравнения математической физики : учебник для втузов / Л.К.Мартинсон,
Ю.И.Малов;под ред. В.С.Зарубина, А.П. Крищенко .- 3-е изд., испр. - М. : МГУ
им. Н.Э.Баумана, 2006 .- 364с. : ил. - (4 экз.)
Дополнительный
. Свешников, А.Г. МГУ им.
М.В.Ломоносова Лекции по математической физике : учеб. пособие для вузов /
А.Г.Свешников, А.Н.Боголюбов, В.В.Кравцов; МГУ им. М.В.Ломоносова .- 2-е изд.,
испр.и доп. - М. : Изд-во МГУ:Наука, 2004 .- 416с. : ил. - (7 экз.)
. Агошков, В.И. Методы решения задач
математической физики : [учебное пособие] / В.И.Агошков, П.Б.Дубовский,
В.П.Шутяев;под ред. Г.И.Марчука .- М. : ФИЗМАТЛИТ, 2002 .- 320с. - (13 экз.)
. Колесов, Ю.Б. Моделирование
систем. Практикум по компьютерному моделированию : учеб. пособие для вузов /
Ю.Б.Колесов, Ю.Б.Сениченков.- СПб. : БХВ-Петербург, 2007 .- 352с. : ил.+ 1 опт.
диск (CD_ROM)
- (1 экз.)
. Хрусталев, Б.М. Тепло- и
массообмен : учеб. пособие в 2 ч. Ч.1 / Б.М.Хрусталев [и др.];под ред.
А.П.Несенчука .- Минск, 2007 .- 606с. : ил. - (1 экз.)
. Брюханов, О.Н. Тепломассообмен :
учеб. пособие для вузов / О.Н.Брюханов, С.Н.Шевченко.- М. : АСВ, 2005 .- 460с.
: ил. - (11 экз.)
. Пуанкаре, Poincare H.
Термодинамика / А.Пуанкаре; пер.с фр. О.И. Яковенко; под ред. И.А.Квасникова .-
М. : Регулярная и хаотическая динамика, 2005 .- 332с. - (1 экз.)
. Сборник задач по уравнениям
математической физики / В.С.Владимиров [и др.]; под ред. В.С.Владимирова .- 4-е
изд., стер. - М. : Физматлит, 2003 .- 288с. - (5 экз.)
. Ерофеенко В.Т. Основы
математического моделирования: Курс лекций / В. Т. Ерофеенко, И. С.Козловская.-
Минск : БГУ, 2002 .- 195с.: ил.
. Советов, Б.Я. Моделирование систем
: учебник для вузов / Б.Я.Советов, С.А.Яковлев .- 4-е изд.,стер. - М.:
Высш.шк., 2005 .- 342с.
. Захаров С.К. Сборник лабораторных
работ по дисциплине: «Компьютерное моделирование процессов формирования
отливок», 2012, 183 с. (Ресурс кафедры).
. Захаров С.К. Сборник практических
работ по дисциплине: «Компьютерное моделирование процессов формирования отливок»,
2012, 69 с. (Ресурс кафедры).
Похожие работы на - Моделирование микро и макропористости в отливке с помощью САМ ЛП полигон
|