Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Випуск 3. - 2020
Permanent URI for this collectionhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/10412
Browse
Search Results
Item Дослідження впливу конструкції шлаковловлювача на ефективність затримки шлаку в середовищі параметричного моделювання SolidWorks Flow Simulation(ЦНТУ, 2020) Конончук, С. В.; Скрипник, О. В.; Свяцький, В. В.; Пукалов, В. В.; Kononchuk, S.; Skrypnyk, O.; Sviatskyi, V.; Pukalov, V.; Свяцкий, В. В.В статті досліджено вплив конструкції шлаковловлювача на ефективність затримки шлаку. В САЕ-модулі параметричного моделювання SolidWorks Flow Simulation підтверджено можливість зменшення швидкості руху розплаву за рахунок використання шлаковловлювача з гальмуючими ребрами. Запропоновано оригінальну конструкцію ребристого шлаковловлювача, яка забезпечує вловлювання шлаків та плавне заповнення форми сплавом за рахунок зниження швидкості руху розплаву без додаткових витрат металу. Встановлено, що швидкість потоку по висоті перерізу запропонованого ребристого шлаковловлювача менша на 0,028 м/с або 14,5 % у порівнянні з традиційним. З використанням надрукованого на 3D принтері ребристого шлаковловлювача була виготовлена ливарна форма, яка показала задовільну формувальну здатність. SolidWorks Flow Simulation Parametric Modeling Environment The most common technology for the manufacture of metal parts and work pieces is casting. High-tech branches of mechanical engineering require the production of high-quality castings of complex configuration from modern alloys with a given chemical composition and mechanical properties. The analysis of the causes of slag inclusions and ways to prevent them showed that in addition to technological means related to quality preparation of metal before pouring, a significant role is played by quiet continuous pouring of metal and properly designed foundry system, including slag trap. However, the use of the most common foundry systems (braking, throttle, with centrifugal slag traps, rain, siphon) to increase the efficiency of slag retention is associated with increased metal consumption, and as a consequence, leads to an increase in the cost of casting. Conducting experimental research by varying the design of the slag trap leads to an increase in the number of field experiments, given their complexity, limited by great difficulties. On the other hand, computer flow modeling allows to study the influence of slag trap design on the flow rate of the melt at the design stage and significantly reduce the cost of introduction of new castings. In order to reliably capture slag and reduce the speed of movement of the melt in the foundries, which provides a smooth filling of the form with an alloy, but without additional costs of metal, the original design of the ribbed slag catcher is proposed. The results of parametric modeling of the melt flow in the channel of the ribbed slag trap showed a decrease in the flow rate along the cross-sectional height of the slag trap compared to traditional by 0.028 m / s or 14.5%. This allowed to reduce the length of the slag trap to the first feeder. The expected metal savings are 0.26%. The form made using a 3D model of the slag trap showed satisfactory molding ability. But the obtained research results are of a recommendatory nature and require practical verification in the production environment. In addition, by varying parameters such as the height of the ribs, the distance between them, the angle of inclination, we can obtain similar results for different castings of different alloys. Given all this, there is a need for further study of the impact of the design of the slag trap on the efficiency of slag retention. В статье исследовано влияние конструкции шлакоуловителя на эффективность задержки шлака. В САЕ-модуле параметрического моделирования SolidWorks Flow Simulation подтверждена возможность уменьшения скорости движения расплава за счет использования шлакоуловителя с тормозящими ребрами. Предложена оригинальная конструкция ребристого шлакоуловителя, которая обеспечивает улавливание шлаков и плавное заполнение формы сплавом за счет снижения скорости движения расплава без дополнительных затрат металла. Установлено, что скорость потока по высоте сечения предложенного ребристого шлакоуловителя меньше на 0,028 м/с или 14,5 % по сравнению с традиционным. С использованием напечатанного на 3D принтере ребристого шлакоуловителя была изготовлена литейная форма, которая показала удовлетворительную формовочную способность.Item Комп’ютерне моделювання процесу прямого пресування через різні профілі матричних лійок(ЦНТУ, 2020) Свяцький, В. В.; Скрипник, О. В.; Конончук, С. В.; Sviatskyi, V.; Skrypnyk, O.; Kononchuk, S.; Свяцкий, В. В.Виходячи з аналізу напруженого і деформованого стану стадії пресування, що встановилася, запропоновано використовувати профіль матричної лійки, виконаний по лінії ковзання, що розділяє пружну і пластичну зону. Результати теоретичних досліджень, комп’ютерного моделювання процесу прямого пресування за допомогою програмного комплексу Deform 2D/3D, експериментальних дослідів показали, що кращі умови пресування досягаються через матрицю із профілем, який виконаний по лінії ковзання. The stressed and deformed state of the metal and the dimensions of the center of deformation during pressing depend significantly on the design of the tool and, in particular, on the shape of the matrix funnel. However, there is still no single point of view on the influence of the geometry of the deformation center on the energy forces of the metal pressing process. Based on the analysis of the field of slip lines of the steady-state stage of pressing through a symmetric single-point matrix, it is proposed to use the profile of the matrix funnel made along the slip line separating the elastic and plastic zones. The following types of matrix funnel profiles were investigated using computer simulation of direct extrusion of lead samples with a drawing value 81 at a speed of 1 mm/s: cycloid concave; convex; the second convex, which is built on the logarithmic dependence; conical and concave, which is built along a sliding line that separates the elastic zones from the plastic in the pressing process. The results of theoretical studies, computer simulations of the direct pressing process using the Deform 2D/3D software package, and experimental experiments have shown that optimal energy-power conditions are achieved by pressing through a matrix that has a profile made along the slip line. The results of the experimental study of the kinetics of the flow of the discrete medium showed that the shape of the matrix funnel influences the size of the deformation center and the distribution of the resulting deformation in the molding. From the analysis of deformation of the granules, it is determined that the concave funnel, built along the slip line, is characterized by a curvature of the axisymmetric particles in the direction of deformation. These curvatures decrease as the granules move to the axis of symmetry of the matrix. It is noted that for a convex funnel, the length of the deformation center is greatest; for a conical metal flow is close to the radial in the direction of the truncated cones. На основе анализа поля линий скольжения установившейся стадии прессования через симметричную одноочковую матрицу предложено использовать профиль матричной воронки, выполненный по линии скольжения, разделяющий упругую и пластическую зону. Результаты теоретических исследований, компьютерного моделирования процесса прямого прессования с помощью программного комплекса Deform 2D/3D, экспериментальных опытов показали, что оптимальные энергосиловые условия достигаются при прессовании через матрицу, которая имеет профиль, выполненный по линии скольжения.