2.6. Моделирование теплообмена при заполнении формы расплавом

Используя программу «LVMFlow» и математическую модель отливки проведите моделирование тепловых процессов заполнения формы расплавом. Цель исследования – определение оптимальной температуры заливки.

Откройте модуль «Заполнение». Откройте ваш SIM-файл. В нем содержатся все необходимые данные для моделирования: геометрия отливки и начальные условия: материал формы, отливки и их начальные температуры.

Воспользуйтесь меню «Начальные установки» и выберите команду выпадающего меню «Параметры заливки». Выберите заливку из носкового ковша: «Гравитационное литье (струя)». Введите значение диаметра струи. Повышая начальную температуру заливки расплава, добейтесь полного заполнения формы расплавом. При этом доля твердой фазы в расплаве не должна превысить 30% до конца заливки. Данные расчета можно просмотреть в модуле «Банк паспортов». Проанализируйте, какое сечение отливки затвердевает в первую очередь. Сохраните картинку наиболее опасного сечения отливки. Скопируйте картинку в отчет (рис.14).

Рис.14. Доля жидкой фазы в сечении отливки

2.7. Построение термограмм

Задайте начальные условия в модуле «Начальные установки» в соответствии с вашим заданием. В этом же модуле задайте положение датчиков температуры. Нажмите кнопку «Датчики» на панели слева (рис. 15-а). Внизу появится панель для задания положения датчиков (рис.15-б).

а б

Рис.15. Задание датчиков температуры

Используя мышь и клавишу Shiftустановите датчики в интересующее вас сечение литниковой системы (рис.16-а).

а б

Рис.16.

Запишите ваш SIM-файл. Откройте модуль «Затвердевание». Откройте ваш SIM-файл. Воспользуйтесь меню «Моделирование» (вверху слева – рис.16-б) и выберите команду выпадающего меню «Автозапись». Появится таблица «Параметры автозаписи» (рис.17-а). Галочками отметьте данные, которые следует записать (датчики). С помощью кнопки «песочные часы» запустите расчет.

а б

Рис.17.

Просмотр результатов моделирования производится в модуле «Банк паспортов». Откройте PSP-файл, содержащий результаты моделирования. НазваниеPSP-файла совпадает с названием SIM-файла. Для построения графика временной зависимости температуры в исследуемом сечении нажмите кнопку «Графики». В выпадающем меню выберите «Термопары» (рис.17-б). Построенный график (рис.18) скопируйте в отчет. Объясните полученные результаты.

Рис.18. Временная зависимость температуры расплава

2.8. Получение картины температурных полей

Температурное поле (рис.19) – это совокупность величин температуры в каждой точке отливки в данный момент времени. Картина теплового поля должна учитываться при выборе места расположения прибыли. Но необходимо учитывать, что на распределение температур влияют такие факторы, как место подвода металла, материал и температура формы и др.

Распределение температур в отливке можно получить в модуле «Затвердевание», «Полная задача» и в модуле «Заполнение». Но, процессы теплообмена при течении расплава в каналах формы в модуле «Затвердевание» не учитываются.

Откройте модуль «Заполнение». Откройте ваш SIM-файл. В нем содержатся все необходимые данные для моделирования: геометрия отливки и начальные условия: материал формы, отливки и их начальные температуры. Воспользуйтесь меню «Начальные установки» и выберите команду выпадающего меню «Параметры заливки». Введите условия вашего задания, запустите расчет.

Рис.19. Температурное поле отливки

Данные расчета можно просмотреть в модуле «Банк паспортов». Проанализируйте, какие области отливки имеют самую высокую температуру (тепловой узел). Сохраните картинку теплового поля. Скопируйте картинку в отчет (рис.19). Объясните полученные результаты.