Tytuł pozycji:
Numeryczne modelowanie i symulacja procesu wytwarzania formy piaskowej w odlewaniu metodą traconego modelu
Numeryczny model, oparty na metodzie elementów dyskretnych, wykorzystujący elementy o kształcie kul i walców, daje dobre wyniki w zastosowaniu do testowych przykładów produkcji form piaskowych w procesach odlewania metodą traconego modelu. Wyniki numeryczne wykazują dużą zgodność z wynikami doświadczalnymi. Możliwa jest symulacja zasypywania formy piaskiem, jak i zagęszczania piasku przez wibracją. Symulacja numeryczna daje możliwość przewidzenia możliwości defektów formy wskutek niewłaściwego wypełnienia wnęk wokół modelu piaskiem. Implementacja komputerowa, pozwalająca łączyć w modelowaniu metodę elementów dyskretnych z metodą elementów skończonych, stwarza możliwość badania możliwych odkształceń styropianowego modelu w trakcie produkcji formy. Wyznaczanie optymalnych parametrów procesu produkcji form, np. kierunku, częstotliwości, amplitudy i czasu drgań wymaga dalszych prac badawczych. Aczkolwiek algorytm numeryczny charakteryzuje się dużą efektywnością obliczeniową, analiza procesu zagęszczania piasku jest długotrwała, co w chwili obecnej ogranicza zastosowanie metody do stosunkowo prostych geometrii. W przyszłości planowane są prace nad wprowadzeniem obliczeń równoległych.
This paper presents a numerical model of sand mould manufacture process in lost foam casting. The mould filling with sand and Band compaction by vibration are modelled using spherical (in 3D) or cylindrical (in 2D) discrete elements. The motion of discrete elements is described by means of Newton-Euler equations of rigid body dynamics. Rigid particles interact among one another with contact forces. Numerical simulation predicts defects of the mould due to insufficient sand compaction around the pattern. Combining the discrete element model of sand with the finite element model of the pattern allows us to detect possible distortion of the pattern during mould filling and compaction. Results of numerical simulation are validated by comparison with experimental data.
