Виртуальный инжиниринг

Расчет отливки «Букса»

Проводилось моделирование отливки, изготовляемой из сплава 20ГЛ методом литья в песчано-глинистые формы. Технология подразумевала использование стержней, выполненных из ХТС, и внутренних стальных холодильников.

Задачами моделирования являлись:

  1. Расчет заполнения формы сплавом, оценка характера заполнения и связанных с ним дефектов.
  2. Моделирование кристаллизации металла в форме, с учетом тепловой картины охлаждения и влияния внутренних холодильников. Определение усадочных дефектов в отливке.

Оценка напряжено-деформированного состояния отливки после заливки, кристаллизации и охлаждения до температуры выбивки. Определение возможности появления холодных и горячих трещин, коробления отливки.

Моделирование заливки формы показывает характер тепловой картины, места с высоким течением, турбулентным потоком, возможные зоны размыва формы, места скопления неметаллических частиц. В данном случае оценка температуры металла в момент заполнения формы показывает высокую вероятность появления пригара в месте подвода метала, за счет высокого перегрева стержня в данном месте.

Кроме того можно точно определить влияние холодильников на охлаждение металла в форме, время их расправления.

Расчет задачи кристаллизации позволила выявить недостаточность влияния холодильников на внутренние тепловые узлы отливки. В результате во время затвердевания отливки образуются локализованные жидкие участки металла, испытывающие недостаток питания, и усадочные дефекты.

Оценка напряженно-деформированного состояния отливки после охлаждения в форме выявила потенциально опасные места концентрации напряжений (на рисунке выделены красным цветом), где возможно образование холодных трещин.