- •1. Организация курсовой работы
- •1.1. Цель и задачи курсовой работы
- •1.2. Примерная тематика разделов курсовой работы
- •1.3. Задание на курсовую работу
- •1.4. Объем, содержание и составные части курсовой работы
- •1.4.1. Содержание расчетно-пояснительной записки
- •1.4.2. Требования к оформлению расчетно-пояснительной записки
- •1.5. Сроки и рекомендации по выполнению основных разделов курсовой работы
- •Содержание работы и график ее выполнения
- •1.6. Порядок защиты и оценка курсовой работы
- •2. Моделирование литейных процессов
- •2.1. Характеристика сам лп
- •2.2 Моделирование гидродинамических процессов заполнения формы расплавом
- •2.3. Использование измерителя потока
- •2.4. Моделирование движения шлаковых частиц в каналах формы
- •2.5. Моделирование фильтрации расплава
- •2.6. Моделирование теплообмена при заполнении формы расплавом
- •2.7. Построение термограмм
- •2.9. Моделирование процессов образования усадочных раковин
- •2.10. Моделирование процессов образования усадочной пористости
- •2.11. Моделирование процессов подогрева прибыли
- •2.12. Моделирование процессов образования усадочных напряжений
- •2.13. Расчет времени кристаллизации расплава
- •2.14. Вопросы к защите курсовой работы
- •Библиографический список
- •Самарский государственный технический университет
- •2.Истечение расплава из ковша
- •3.Движение жидкого металла в каналах литейной формы
- •4.Жидкотекучесть металла и заполняемость форм
- •5.Фильтрация расплава
- •7.Тепловые процессы. Затвердевание отливок
- •8.Расчет времени затвердевания отливок
- •9.Усадка сплавов
- •10.Усадочная пористость сплавов
- •11.Усадочные напряжения в отливке
- •Содержание курсовой работы
- •График выполнения работы
2. Моделирование литейных процессов
2.1. Характеристика сам лп
Литейное производство, являясь базовым в обеспечении качества машиностроительной продукции, полагается преимущественно на практический опыт технологов, которые, в свою очередь, добиваются положительных результатов при отработке сложных технологий методом проб, ошибок и значительных материальных затрат. Чтобы исключить появление дефектов в отливке, необходимо учитывать влияние многих факторов на процессы литья - таких, как геометрия отливки и ее расположение в форме, геометрия литниковой системы, температура расплава и скорость заполнения расплавом формы, материал формы и ее предварительный прогрев, управление скоростью теплопередачи через внутренние и внешние поверхности посредством холодильников, покрытий, утеплителей и т.д. Опытные специалисты-практики используют информацию об удачных и неудачных попытках получения отливок. Очевидно, что обучение высококвалифицированного инженера на собственных ошибках дорого обходится предприятию.
Компьютерное моделирование литейных технологий получило настолько мощное развитие, что сегодня уже можно говорить о реальной экономии времени и материальных ресурсов на этапе проектирования конструкции отливки с использованием виртуальных литейных имитаторов.
Современные программы компьютерного моделирования способны адекватно имитировать многие процессы литейного производства. Наиболее известные системы перечислены в таблице 2.
Таблица 2. Характеристики САМ ЛП
САМ ЛП |
Производитель |
Возможности программы |
Тип сетки |
WINCast |
Германия |
Г, Т, Н, С |
КЭ |
PROCast |
США |
Г, Т, Н, С |
КЭ |
MAGMA |
Германия |
Г, Т, Н, С |
КР |
SOLIDCast |
США |
Г, Т, О |
КР |
Полигон |
Россия, С.-Петербург |
Г, Т |
КЭ |
LVMFlow |
Россия, Ижевск |
Г, Т |
КР |
FLOW-3D |
США |
Г, Т |
КР |
PAM-CAST |
Франция |
Г, Т, Н, С |
КР, КЭ |
CASTCae |
Финляндия |
Г, Т, О |
КР |
POWERCast |
США |
Г, Т |
КЭ |
VulcaN |
Испания |
Г, Т, Н |
КЭ |
Возможности программ:
Г – гидродинамический расчет заполнения расплавом формы;
Т – анализ температурных полей и усадочных дефектов при кристаллизации;
Н – расчет напряжений и остаточной деформации в отливке;
О – параметрическая оптимизация литниково-питающей системы в автоматическом режиме;
С – моделирование структуры (зеренная структура, распределение феррита и перлита, размер графитных включений и т.п.).
В курсовой работе по ТФО рекомендуется использовать отечественные САМ ЛП «Полигон» или «LVM-Flow». Для выполнения курсовой работы допускается использование также демо-версий САМ ЛП «LVM-Flow».
«LVM-Flow»создан в НПО МКМ, г. Ижевск, Россия. Первые разработки пакета появились более 15 лет назад. Все это время постоянно совершенствуются модели и алгоритмы их реализации, улучшается пользовательский интерфейс, меняются платформы и названия (LVM, LVM3d, LVMFlow). Совместная работа с предприятиями городов Заволжья, Новокраматорска, Новосибирска, Красноярска, Ижевска, Нижнего Новгорода, Златоуста позволила создать систему, применимую к большому спектру литейных технологий. В результате сотрудничества со шведской фирмой NovaCast АВ система доведена до уровня требований мирового рынка.«LVM-Flow»за рубежом распространяется под торговыми марками NovaSolid и NovaFlow.
«LVM-Flow»- профессиональная система компьютерного 3D моделирования литейных процессов, позволяющая автоматизировать рабочее место технолога-литейщика и снизить затраты времени и средств на подготовку производства новых отливок. САМ ЛП «LVMFlow» работает на персональных IBM-совместимых компьютерах с операционными системами Windows 2000/NT/98/95 и Linux.
САМ ЛП «LVMFlow» позволяет моделировать следующие технологические процессы: литье по выплавляемым моделям; литье в песчано-глинистую форму; литье в кокиль; литье в изложницу; литье под давлением.
Программа учитывает: электронагреватели; каналы с теплоносителями; фильтры; противопригарные покрытия; многократное использование формы. Мощность тепловыделяющих элементов в процессе моделирования можно менять в произвольные моменты времени. Каналы с теплоносителями (газ, жидкость, плазма) могут использоваться как нагреватели и как холодильники.
Программа позволяет: проследить динамику процесса заполнения формы металлом и процесса кристаллизации отливки в форме; получить информацию о полях скорости, давления, температуры, жидкой фазы и дефектах усадочного происхождения; снять значения "термопар" в произвольной точке отливки и формы; снять термические и кинетические кривые.
«LVM-Flow»ориентирован на платформу РС с Windows 2000/NT/98/95. Существуют также вариант LVMFlow для Linux. Минимальные требования к компьютеру: Pentium II 500MHz,HDD5Gb, RAM 128, монитор 15". Рекомендуемый компьютер: Pentium III 500MHz,HDD10Gb, RAM 512, монитор 17", цветной принтер.
Используемые форматы данных: для обмена информацией с CAD системами используются форматы: STL и DXF; банк данных теплофизических свойств использует формат данных MS Access; для вывода графической информации используются форматы BMP, AVI.
Модули САМ ЛП «LVMFlow»:
Convertor - преобразование геометрии
Database - банк данных теплофизических свойств
Initial - формирование начальных условий
Solid - моделирование затвердевания
QuickFlow - заполнение без учета теплопередачи
Flow - заполнение с учетом теплопередачи
FlowSolid - заполнение формы и затвердевание
Browser - просмотр результатов моделирования.