Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Институт металлургии и материаловедения

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине «Моделирование процессов и объектов в металлургии»

Расчет процесса затвердевания отливок

Выполнил: студент гр. МЛ-08 Судаков В.Н.

Руководитель: к.т.н., доцент Приходько О.Г.

Заведующий кафедрой к.т.н., доцент Деев В.Б.

Новокузнецк

2012

Содержание

Введение 3

1 Теоретическая часть 4

2 Расчет процесса затвердевания отливки 13

2.1 Определение времени полного затвердевания отливок в

песчано-глинистой форме по методике Н. Г. Гиршовича и

Ю.А.Нехендзи 13 2.2 Определение закона затвердевания отливок - =f() по методике

Н. И. Хворинова, А. И. Вейника, Г. Ф. Баландина 16

2.3 Построение графиков зависимости =f() для плиты, цилиндра и шара по полученным данным с использованием программных средств Microsoft Excel 21

2.4 Построение температурных полей в затвердевшей корочке отливки в моменты затвердевания корочки толщиной 0,5R, полного затвердевания отливки 26

Заключение 30

Список использованных источников 31

Приложение 32

Введение

Целью курсовой работу по курсу «Моделирование процессов и объектов в металлургии» является закрепление знаний, полученных студентами при изучении теоретического курса и использование их для решения практических задач, связанных с тепловой теорией затвердевания отливки. Студент должен уметь определять время и коэффициент затвердевания отливок в форме, используя для расчетов ПЭВМ с имеющимся программным обеспечением.

Так как расплав, затвердевающий в литейной форме, представляет собой сложную систему, то построение математических моделей процессов затвердевания отливок связано с трудностями практического и теоретического характера. При строгом аналитическом решении необходимо учитывать большое число различных факторов: основных особенностей реальной технологии изготовления отливки, конфигурации отливки, свойств материала отливки и формы, особенностей кристаллизации сплавов в интервале температур и др. Создание общей теории такой сложной системы, охватывающей все стороны процессов затвердевания, - задача, невыполнимая из-за недостатка знаний о явлениях, составляющих процесс затвердевания, и из-за чрезвычайных и практически непреодолимых математических трудностей. На основе экспериментальных данных и наблюдений необходимо выявить те важнейшие факторы, которые определяют ход процесса в целом или его стадий. Далее необходимо упростить задачу, отбросив менее важные факторы, чтобы для всего процесса или его частей построить более простую математическую модель, которая учитывает лишь выявленные важнейшие факторы.

Важнейшим фактором, обуславливающим протекание процесса затвердевания является теплообмен между затвердевающим расплавом и литейной формой. Тепловая теория затвердевания отливок основана на использовании математических моделей теории теплообмена.