Система автоматизированного моделирования литейных процессов «Полигон» - теория литья на практике, страница 4

Если в «Мираж» загрузить результаты расчетов «Паскаля», то со всеми перечисленными выше удобствами можно наблюдать результат образования пор и усадочных дефектов в оливке при ее затвердевании.

При визуализации расчетных результатов «Гука» объектом визуализации будут внутренние напряжения в отливке.

Из «Миража 3D» можно получить двумерные сечения любых трехмерных полей и визуализировать их в «Мираже 2D»

Для тех, кто любит «поверить алгеброй гармонию» предназначен модуль «Мираж L», позволяющий представлять расчеты в виде традиционных графических зависимостей.

А модуль «Критерий»предоставляет возможность создавать на базе результатов двумерного расчета тепловых полей различные критерии, содержащие в качестве составных частей такие величины, как временные параметры, градиенты температур (жидкой фазы), скорости охлаждения, скорости движения изотерм и т.п. Сконструированный по тем или иным принципам критерий с помощью «Миража 2D» может быть визуализирован так же как и любая расчетная величина. Используя уже описанные в литературе критерии пользователь получает возможность визуализировать различные дополнительные свойства отливок: прочность, твердость, структуру и т.п., а создавая свои - отыскивать новые корреляционные зависимости между параметрами процесса затвердевания и его результатами.

На примере конкретной технологической задачи поясним основные приемы работы с ПОЛИГОНОМ.

Была поставлена задача получения отливки «Трак» из алюминиевого сплава методом жидкой штамповки с использованием металлической формы. При этом уровень механических свойств сплава в отливке должен был быть чрезвычайно высоким, что могло быть достигнуто только за счет применения сплавов систем Al-Cu (например, ВАЛ 10) или Al-Mg-Zn (например, АЛ24П). Однако, оборотной стороной высокой прочности для этих сплавов является их низкая технологичность, а именно, склонность к образованию кристаллизационных трещин, особенно при затвердевании в металлической форме. В связи с этим требовалось отработать основные технологические параметры процесса жидкой штамповки: температуры жидкого металла и пресс-формы перед заливкой, время от конца заливки в матрицу до начала приложения давления, время выдержки под давлением, время выталкивания отливки после снятия давления, темп работы, обеспечивающий поддержание температурного режима пресс-формы.

Моделирование процесса получения отливки «трак» было начато с создания ее геометрического образа с последующим разбиением на конечные элементы. Для этого мы воспользовались программой-генератором конечно-элементной сетки HyperMesh и получили трехмерную геометрическую модель отливки, разбитую на тетраэдральные конечные элементы в виде файла в формате HyperMesh.

Этот файл конвертировали во внутренний формат ПОЛИГОНА с помощью модуля «Транзит 3D». «ПОЛИГОНОВСКИЙ» файл геометрической модели, разбитой на конечные элементы, далее загрузили в модуль «Мастер 3D», где на его базе была получена собственно расчетная конечно-элементная модель отливки и ее шейдинг (фотореалистическое светотеневое изображение) (рис.2).

Еще одной задачей, решаемой «Мастером 3D» является редактирование сетки конечных элементов. В рассматриваемом нами конкретном примере эта возможность модуля оказывается весьма полезной. Поскольку местами возникновения концентраторов напряжений, а соответственно и кристаллизационных трещин, скорее всего могут являться зоны внутренних углублений в теле отливки, в этих местах мы выполнили «измельчение» сетки. Такое действие обеспечивает более точное соблюдение геометрии опасных мест, а следовательно и более точный расчет.

Файл, отредактированный описанным образом, далее был использован в модуле процессора «Фурье 3D» в качестве геометрической модели отливки. В нашем конкретном случае в качестве исходных данных для расчетов было принято, что температура заливаемого металла может изменяться в диапазоне 690 - 750оС, а температура пресс-формы - в диапазоне 20 - 300оС.