Разработка и внедрение способа расчета на ЭВМ объема открытых прибылей и режимов литья в кокиль фасонных отливок из сплавов типа силумина

• Автор: Бадиков, Григорий Александрович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 236 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
1. УСАДОЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ И ПРОЦЕССЫ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ. СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ РАСЧЕТА ПРИБЫЛЕЙ И РЕЖИМОВ ЛИТЫ .

1.1 Усадочные дефекты в фасонных отливках .

1.2 Анализ способов расчета прибылей и режимов литья .

1.3 Современные представления о математическом моделировании .

1.4 Физические представления о процессе питания

1.5 Расчетные модели образования усадочной раковины и маьфопористости .

1.6 Методы решения задач затвердевания. Выводы и постановка задач исследования

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕМ ПИТАНИЯ ОТЛИВОК ИЗ УЗКОИНТЕРВАЛЬНЫХ СПЛАВОВ И Е ПРОГРАММНАЯ РЕАШЗАЦИЯ

2.1 Физическая модель

2.2 Основные уравнения модели и их анализ

2.3 Математическая модель.
2.4 Алгоритм моделирования процесса образования усадочной раковины и макропористости
2.5 Программа для моделирования процессов образования усадочной раковины и макропристости
2.6 Выводы
3. ПРОВЕРКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НА АДЕКВАТНОСТЬ
3.1 Конструкция проб для оценки склонности сплавов к образованию усадочной раковины и пористости и технология их использования
стр.
3.2 Выбор пробы и методика экспериментов
3.3 Проверка с использованием в программе граничных условий I рода .
3.4 Проверка математической модели с использованием в программе граничных условий Ш рода НО
3.5 Выводы.
4. ЧИСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ВЛИЯНИЙ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА НА КИНЕТИКУ ОБРАЗОВАНИЯ УСАДОЧНОЙ РАКОВИНЫ
4.1 Стратегия численного эксперимента .
4.2 Кинетика образования усадочной раковины в зависимости
от параметров технологического процесса .
4.3 Результирующие характеристики усадочной раковины в зависимости от параметров технологического процесса
4.4 Анализ результатов численного эксперимента .
4.5 Выводы.
5. СПОСОБ РАСЧЕТА НА ЭВМ ОБЪЕМА ОТКРЫТЫХ ПРИШЛЕЙ И РЕЖИМОВ ЛИТЬЯ ФАСОННЫХ ОТЛИВОК ИЗ СПЛАВА ТИПА СИЛУМИНА
И ВНЕДРЕНИЕ ЕГО В ПРОИЗВОДСТВО
5.1 Методика анализа технологии питания фасонных отливок
на примере отливки фланец .
5.2 Анализ технологии питания отливки щит .
5.3 Определение минимального объема прибыли и режимов литья путем вариантных расчетов.
5.4 Внедрение в производство результатов работы
5.5 Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
стр.
ЛИТЕРАТУРА


К основным параметрам, влияющим на образование усадочных дефектов, относятся: конфигурация и размеры прибыли, материал и геометрические характеристики теплоизоляции прибыли, конфигурация, размеры и материал отливки и кокиля, температура заливки и начальная температура кокиля, материал и толщина кокильной краски, конфигурация, размеры и материал вставок в кокиль, параметры регулируемого нагрева и охлаждения кокиля. Лаже перечень основных параметров показывает, что процесс образования усадочных дефектов является многопараметрическим. Все перечисленные параметры можно разделить на две группы с точки зрения процессов затвердевания и питания, происходящих в отливке. Это конфигурация отливки и прибыли и все остальные параметры, определяющие интенсивность теплоотвода по поверхности прибыли т. Таким образом, под режимом литья данной отливки везде в настоящей работе понимается конфигурация, размеры и материалы кокиля, теплоизолирующих и захолаживающих вставок; условия теплоотдачи на поверхностях "отливка-форма", "отливка-среда", "форма-среда"; температура заливки и начальная температура кокиля. С точки зрения процессов образования усадочных дефектов - это определение конфигурации и размеров прибыли, а также совокупности параметров режима литья, обеспечивающих получение плотной отливки, т. Такие задачи известны как задачи параметрического синтеза или параметрической оптимизации []. Они включают в себя как составную часть задачи анализа, суть которых состоит в определении конкретного характера усадочных дефектов для заданных параметров режима литья и прибыли. Решение задачи анализа может быть получено экспериментально или теоретическим путем. Уравнение (1. Коэффициент должен определяться для каждой отливки цри конкретном режиме литья. Примером решения задачи анализа теоретическим путем служит инженерный метод расчета црибылей Гуляева Б. Б. С1. Уравнение (1. I) образование пористости в отливке не учитывается; 2) затвердевание отливки со всех её поверхностей, в том числе с верхней, определяется законом квадратного корня; 3) образующая области усадочной раковины есть прямая линия. Это уравнение связывает глубину области усадочной раковины с параметрами конфигурации отливки и прибыли [УоУп,НУс ) и параметром режима литья (ГП), т. ИП,РП - высота и площадь сечения прибыли; б=Йр/Нп- коэф -фициент запаса. Диаметр прибыли выбирается на основе эмпирических соотношений. В этих простейших случаях удалось получить решения задач анализа и синтеза в явном виде. В общем случае это невозможно. Задачи анализа формулируются в виде краевых задач математической физики, для решения которых часто необходимо привлекать ЭВМ. Задачи синтеза обретают вид задач многокритериальной оптимизации, решаемых методами математического программирования. В этом случае задача синтеза решается методом вариантных расчетов: выбирается несколько альтернативных вариантов, решается задача анализа для каждого из них и определяется наилучшее решение. Как цравило проектирование представляет собой итерационный процесс, включающий в себя последовательное решение задач синтеза и анализа. В настоящее время проектирование и освоение технологии питания отливок в литейном цехе можно представить схемой (рис. Поскольку отсутствуют надежные методы оценки эффективности тех или других приемов технологии до изготовления оснастки они выбираются технологом, только исходя из личного опыта, что часто приводит к ошибкам. Фактически технолог получает решение задачи анализа по принятому варианту, исследовав опытную партию отливок. Отрицательный результат заставляет искать новый вариант технологии при уже изготовленной технологической оснастке. Освоение протекает в условиях жестких ограничений на время и ресурсы. Это еще более увеличивает вероятность ошибок, поэтому внедрение новой технологии требует в условиях интенсивного производства трех-четырех циклов доводки. Другим подходом цри проектировании [,,,,,] является решение задач анализа путем моделирования на ЭВМ (рис. Используя метод вариантных расчетов, технолог анализирует с помощью ЭВМ несколько вариантов технологии на стадии эскизного проекта и воплощает в рабочем цроекте наилучпшй. Моделирование не исключает проверки технологии на опытной партии, но позволяет сократить сроки освоения новой технологии и его стоимость, повысить коэффициент использования металла. Рис.