Виртуальный инжиниринг

Пример моделирования крупногабаритного стального литья

В программном комплексе ProCAST было выполнено моделирование литья в песчано-глинистую форму. Материал отливки: углеродистая сталь 30Л, масса отливки: 20 тонн, температура заливки: 1560°С.

Задачи моделирования технологии литья:

  1. Моделирование заполнения формы сплавом.
  2. Расчет кристаллизации отливки и определение усадочных дефектов.

Для построения сеточной модели использовался встроенный генератор сетки MeshCAST. Из-за больших габаритов отливки и с целью снижения нагрузки при расчете, было решено при моделировании литья использовать только одну половину модели с применением граничного условия зеркальной симметрии расчетных данных. Такая постановка расчета позволяет в два раза сократить время расчета, сохранив при этом его точность.

Заполнение формы длилось 5 минут, ниже представлены результаты заливки формы с распределением температуры потока.

Анализ векторов течения потока при моделировании технологии литья показало наличие вихревого течения в полости формы, что может привести к появлению окисных плен и газовых включений в результате захвата воздуха во время заливки.

Кристаллизация металла происходила направленно, от тепловых узлов к прибылям. Размеры прибылей минимальны для достаточного питания отливки. Полное время затвердевания отливки составило 7,5 часов.

Моделирование литья в ProCAST показало, что образование усадочных дефектов в отливке полностью подавлено.