OPTYMALIZACJA KSZTAŁTU KANAŁU DO WTRYSKU MATERIAŁÓW TIKSOTROPOWYCH

Podobne dokumenty
DOŚWIADCZALNY DOBÓR KSZTAŁTU WLEWKA W PROCESIE WYCISKANIA STOPÓW METALI NA GORĄCO

MODELOWANIE PRZEPŁYWU POWIETRZA W KANAŁACH WENTYLACYJNYCH PIECZARKARNI

Płyny nienewtonowskie i zjawisko tiksotropii

Slajd 1. Slajd 2. Slajd 3. Slajd 4. Slajd 5. Wykład 2. Transport rumowiska wleczonego i unoszonego:

MECHANIKA 2 MOMENT BEZWŁADNOŚCI. Wykład Nr 10. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

7.8. RUCH ZMIENNY USTALONY W KORYTACH PRYZMATYCZNYCH

ELEKTROCHEMIA. ( i = i ) Wykład II b. Nadnapięcie Równanie Buttlera-Volmera Równania Tafela. Wykład II. Równowaga dynamiczna i prąd wymiany

LEJNOŚĆ KOMPOZYTÓW NA OSNOWIE STOPU AlMg10 Z CZĄSTKAMI SiC

Zaawansowane metody numeryczne Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 1. Układy równań liniowych

SYMULACJA KRZEPNIĘCIA OBJĘTOŚCIOWEGO METALI Z UWZGLĘDNIENIEM PRZECHŁODZENIA TEMPERATUROWEGO

Współczynniki aktywności w roztworach elektrolitów. W.a. w roztworach elektrolitów (2) W.a. w roztworach elektrolitów (3) 1 r. Przypomnienie!

Ć W I C Z E N I E N R M-6

I. Elementy analizy matematycznej

APROKSYMACJA QUASIJEDNOSTAJNA

Grupa: Elektrotechnika, wersja z dn Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

Projekt 6 6. ROZWIĄZYWANIE RÓWNAŃ NIELINIOWYCH CAŁKOWANIE NUMERYCZNE

KRZEPNIĘCIE STRUGI SILUMINU AK7 W PIASKOWYCH I METALOWYCH KANAŁACH FORM ODLEWNICZYCH

SYMULACJA TŁOCZENIA ZAKRYWEK KORONKOWYCH SIMULATION OF CROWN CLOSURES FORMING

Współczynniki aktywności w roztworach elektrolitów

Praca podkładu kolejowego jako konstrukcji o zmiennym przekroju poprzecznym zagadnienie ekwiwalentnego przekroju

CECHY PRZEPŁYWU SILUMINÓW JEDNOFAZOWYCH W KANAŁACH METALOWYCH FORM ODLEWNICZYCH

ZMIANA WARUNKÓW EKSPLOATACYJNYCH ŁOŻYSK ŚLIZGO- WYCH ROZRUSZNIKA PO PRZEPROWADZENIU NAPRAWY

Kwantowa natura promieniowania elektromagnetycznego

Wstępne przyjęcie wymiarów i głębokości posadowienia

Przykład 5.1. Kratownica dwukrotnie statycznie niewyznaczalna

Modele wieloczynnikowe. Modele wieloczynnikowe. Modele wieloczynnikowe ogólne. α β β β ε. Analiza i Zarządzanie Portfelem cz. 4.

BADANIA CHARAKTERYSTYK HYDRAULICZNYCH KSZTAŁTEK WENTYLACYJNYCH

BADANIA WYCINKA RURY ZE STALI G355 Z GAZOCIĄGU PO 15 LETNIEJ EKSPLOATACJI Część II.: Badania metodami niszczącymi

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W PILE INSTYTUT POLITECHNICZNY. Zakład Budowy i Eksploatacji Maszyn PRACOWNIA TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ INSTRUKCJA

METODA ELEMENTU SKOŃCZONEGO. Termokinetyka

PARAMETRYCZNY OPIS CECH PRZEPŁYWU METALI I STOPÓW W KANAŁACH FORM ODLEWNICZYCH

Prąd elektryczny U R I =

Współczynniki aktywności w roztworach elektrolitów

OBLICZANIE PRĘDKOŚCI KRYTYCZNEJ PRZEMIESZCZANIA FALI CZOŁOWEJ STOPU W KOMORZE PRASOWANIA MASZYNY CIŚNIENIOWEJ

Wykład 1 Zagadnienie brzegowe liniowej teorii sprężystości. Metody rozwiązywania, metody wytrzymałości materiałów. Zestawienie wzorów i określeń.

POMIAR WSPÓŁCZYNNIKÓW ODBICIA I PRZEPUSZCZANIA

mgr inż. Wojciech Artichowicz MODELOWANIE PRZEPŁYWU USTALONEGO NIEJEDNOSTAJNEGO W KANAŁACH OTWARTYCH

SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODĄ PROPAGACJI ROZKŁADÓW

SYMULACJA NUMERYCZNA KRZEPNIĘCIA KIEROWANEGO OCHŁADZALNIKAMI ZEWNĘTRZNYMI I WEWNĘTRZNYMI

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 5.4

1. Wstęp. Grupa: Elektrotechnika, wersja z dn Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

Zaawansowane metody numeryczne

SPRĘŻYSTOŚĆ PŁYT PILŚNIOWYCH WYTWORZONYCH Z DREWNA ORAZ SŁOMY ŻYTNIEJ

CHARAKTERYSTYKA I ZASTOSOWANIA ALGORYTMÓW OPTYMALIZACJI ROZMYTEJ. E. ZIÓŁKOWSKI 1 Wydział Odlewnictwa AGH, ul. Reymonta 23, Kraków

Zmiana entropii w przemianach odwracalnych

PL B1. Sposób określania stopnia uszkodzenia materiału konstrukcyjnego wywołanego obciążeniami eksploatacyjnymi

BADANIE STABILNOŚCI WSPÓŁCZYNNIKA BETA AKCJI INDEKSU WIG20

ANALIZA PROCESU ZAPEŁNIENIA WNĘKI CIEKŁYM STOPEM W METODZIE PEŁNEJ FORMY.

TEMPERATURA LEJNOŚCI ZEROWEJ SILUMINÓW. J. MUTWIL 1, D. NIEDŹWIECKI 2 Wydział Mechaniczny Uniwersytetu Zielonogórskiego

WYZNACZANIE OBROTOWO-SYMETRYCZNEJ BRYŁY FOTOMETRYCZNEJ

WSKAŹNIK OCENY HIC SAMOCHODU OSOBOWEGO W ASPEKCIE BEZPIECZEŃSTWA RUCHU DROGOWEGO

Materiały Ceramiczne laboratorium

Bryła fotometryczna i krzywa światłości.

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY METODĄ STOKESA

KURS STATYSTYKA. Lekcja 6 Regresja i linie regresji ZADANIE DOMOWE. Strona 1

9. PODSTAWY TEORII PLASTYCZNOŚCI

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE KOMPOZYTÓW AlSi13Cu2- WŁÓKNA WĘGLOWE WYTWARZANYCH METODĄ ODLEWANIA CIŚNIENIOWEGO

ZADANIE 9.5. p p T. Dla dwuatomowego gazu doskonałego wykładnik izentropy = 1,4 (patrz tablica 1). Temperaturę spiętrzenia obliczymy następująco

BADANIA NAPRĘŻEŃ SKURCZOWYCH W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

1. Wstęp. Grupa: Elektrotechnika, wersja z dn Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

5. OPTYMALIZACJA GRAFOWO-SIECIOWA

EKSPERYMENTALNE MODELOWANIE STYGNIĘCIA ODLEWU W FORMIE

1. SPRAWDZENIE WYSTEPOWANIA RYZYKA KONDENSACJI POWIERZCHNIOWEJ ORAZ KONDENSACJI MIĘDZYWARSTWOWEJ W ŚCIANIE ZEWNĘTRZNEJ

AUTOMATYKA I STEROWANIE W CHŁODNICTWIE, KLIMATYZACJI I OGRZEWNICTWIE L3 STEROWANIE INWERTEROWYM URZĄDZENIEM CHŁODNICZYM W TRYBIE PD ORAZ PID

Fizyka cząstek elementarnych

Proces wykonywania modeli z nowej generacji mas modelowych stosowanych w metodzie wytapianych modeli analiza symulacyjna

ZASTOSOWANIE ANALIZY HARMONICZNEJ DO OKREŚLENIA SIŁY I DŁUGOŚCI CYKLI GIEŁDOWYCH

Budownictwo, II rok sem IV METODY OBLICZENIOWE. dr inŝ. Piotr Srokosz IP Temat 8

Wprowadzenie do WK1 Stan naprężenia

Przepływy laminarne - zadania

BADANIA SKURCZU LINIOWEGO W OKRESIE KRZEPNIĘCIA I STYGNIĘCIA STOPU AlSi 6.9

u u u( x) u, x METODA RÓŻNIC SKOŃCZONYCH, METODA ELEMENTÓW BRZEGOWYCH i METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

STRUKTURA ŻELIWA EN-GJS W ZALEŻNOŚCI OD MATERIAŁÓW WSADOWYCH

Integralność konstrukcji w eksploatacji

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 3. Analiza obwodów RLC przy wymuszeniach sinusoidalnych w stanie ustalonym

RUCH OBROTOWY Można opisać ruch obrotowy ze stałym przyspieszeniem ε poprzez analogię do ruchu postępowego jednostajnie zmiennego.

MODELOWANIE FIZYCZNE

Model IS-LM-BP. Model IS-LM-BP jest wersją modelu ISLM w gospodarce otwartej. Pokazuje on zatem jak

Nauka o Materiałach. Wykład VIII. Odkształcenie materiałów właściwości sprężyste. Jerzy Lis

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

Systemy Ochrony Powietrza Ćwiczenia Laboratoryjne

OCENA KRYSTALIZACJI STALIWA METODĄ ATD

Podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów. Statyczna próba rozciągania metali. Warunek nośności i użytkowania. Założenia

Termodynamika Techniczna dla MWT, Rozdział 14. AJ Wojtowicz IF UMK Generacja entropii; transfer ciepła przy skończonej róŝnicy temperatur

OCENA PŁYNIĘCIA CIEKŁEGO STOPU AlMg10 W SPIRALNEJ PRÓBIE LEJNOŚCI

OPTYMALIZACJA PROCESU PRZESIEWANIA W PRZESIEWACZACH WIELOPOKŁADOWYCH

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI Badanie obwodów prądu sinusoidalnie zmiennego

WYZNACZANIE OBROTOWO-SYMETRYCZNEJ BRYŁY FOTOMETRYCZNEJ

WYZNACZANIE MINIMALNEJ GRUBOŚCI WLEWU DOPROWADZAJĄCEGO

- opór właściwy miedzi (patrz tabela 9.1), l długość nawiniętego na cewkę drutu miedzianego,

3. ŁUK ELEKTRYCZNY PRĄDU STAŁEGO I PRZEMIENNEGO

Praktyczne wykorzystanie zależności między twardością Brinella a wytrzymałością stali konstrukcyjnych

Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

MODELOWANIE ODLEWANIA CIĄGŁEGO WLEWKÓW ZE STOPU AL

Kształtowanie się firm informatycznych jako nowych elementów struktury przestrzennej przemysłu

MECHANIKA PRĘTÓW CIENKOŚCIENNYCH

METODA WYZNACZANIA DAWKI ENERGII PROMIENIOWANIA LASEROWEGO W PROCESIE STYMULACJI NASION WIĄZKĄ ROZBIEśNĄ

Wykład 4. Skręcanie nieskrępowane prętów o przekroju cienkościennym otwartym i zamkniętym. Pręt o przekroju cienkościennym otwartym

Modele materiałów

Transkrypt:

56/1 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 006, Rocznk 6, Nr 1(/) ARCHIVES OF FOUNDARY Year 006, Volume 6, Nº 1 (/) PAN Katowce PL ISSN 164-5308 OPTYMALIZACJA KSZTAŁTU KANAŁU DO WTRYSKU MATERIAŁÓW TIKSOTROPOWYCH J. PIWNIK 1, A. PATEJUK, Poltechnka Bałostocka, ul. Wejska 45C, 15-351 Bałystok STRESZCZENIE W pracy przedstawono schemat przepływu strug półcekłego metalu do płaskego kanału który rozprowadza metal do formy. Przedstawono przyblżoną analtyczną postać efektu obnżana lepkośc dla szczelny płaskej otworu cylndrycznego. Podano przy tym wytyczne nżynerske do projektowana sekcj matrycy z kanałem proflowanym. Key words: tkssotropc materals, optmal channel, vscosty. 1. WPROWADZENIE W procese technologcznym wtrysku stopu alumnum w stane sem-sold do otworu rozprowadzającego strumeń metalu następuje zmana lepkośc półcekłego metalu. Wynka to z cech materałowych dotyczących własnośc tksotropowych. W układze współrzędnych τ naprężene tnące, γ& - prędkość odkształcena postacowego, własność ta wyraża sę przyblżoną zależnoścą [1,, 3, 4]: m τ = C & γ (1) gdze: C m są stałym wyznaczonym w badanach reometrycznych. Materał tksotropowy cechuje pętla hsterezy w procese odcążena. Ilustruje to rys.1. 1 prof. dr hab. nż., jpwnct@pb.balystok.pl dr nż., apatejuk@pb.balystok.pl

Rys. 1. Krzywe płynęca materału tksotropowego Fg. 1. The curves of behavour for txsotropc materal Celem nnejszej pracy jest jakoścowe opracowane takego kształtu kanału szczelnowego od przekroju A-A do przekroju B-B, który wywoływałby na wyloce B- B najmnejszą nenewtonowską lepkość półcekłego alumnum.. KRYTERIUM FIZYCZNE OPTYMALIZACJI Należy zaznaczyć, że półcekłe alumnum posada cechy materału tksotropowego [1], stąd jego lepkość η maleje ze wzrostem prędkośc odkształceń postacowych γ& rys.. Rys.. Kształt optymalnego kanału odpowadające mu zmany lepkośc wzdłuż ln prądu Fg.. Shape of optmum channel and answerng hm changes of vscosty of along flow lne 14

Fzyczna nterpretacja tego zjawska oznacza, że półcekłe alumnum w trakce płynęca pownno deformować sę główne na skutek odkształcena postacowego. Udzał ścskana lub rozcągana w obszarze deformacj pownen być znkomy. 3. ZADANIE OPTYMALIZACJI Celem sformułowana matematycznego modelu rozważanej jakoścowej optymalzacj rozważmy heurystyczne równane konstytutywne półcekłego alumnum w postac (): L L p j = δ j + f η & Lε j + ( 1 f ) & ε () j 3 & ε gdze: - naprężene hydrostatyczne, f L = f L (, T, ε& ) udzał fazy cekłej, p = p ( ε&, T) granca plastycznośc fazy stałej dla soldusu, ε& składowe tensora prędkośc odkształceń, η L lepkość nenewtonowska cekłego alumnum, T temperatura, δ j - delta Kroneckera, ε& ntensywność prędkośc odkształceń. Równane () oznacza, że cekłe alumnum posada cechy ceczy lepkej cała plastycznego. Szczegółowa analza równana () prowadz do wnosku, że postać naprężeń stycznych według równana konstytutywnego można sformułować jako: L L p τ j = [ f ηl + (1 f ) & ε j 3 & ε ] (3) Równane (4) można zapsać w forme: S τ j = η & ε (4) j gdze η s jest lepkoścą zastępczą, która ma postać: S L L p η = [ f ηl + (1 f ) ] (5) 3& ε Można wykazać, że nenewtonowska lepkość η s zdefnowana wg. (5) maleje ze wzrostem prędkośc odkształceń postacowych ε& j. Wstępna, jakoścowa analza wyrażena (5) na nenewtonowską lepkość η s prowadz do wnosku, że mnmalne wartośc lepkośc zastępczej są zwązane z maksymalną redukcją przekroju deformowanej strug. Odpowada to maksymalnej wartośc ntensywnośc prędkośc odkształceń ε&, przy potęgowej zależnośc grancy plastycznośc fazy stałej p na ln soldusu: m p = Cε& (6) Potwerdzają to badana wykonane na maszyne Gleble []. Ostateczne optymalny profl Y b (x) w przekroju wzdłużnym A-B z rys.. oznacza: S Yb (x) op mnη maxγ& j maxε& maxλ (7) gdze: λ > 1 jest stopnem redukcj. 15

Powyższe ustalene prowadz do wnosku, że kanał optymalny pownen być szczelną płaską. 4. PRZYBLIŻONE PORÓWNANIE EFEKTÓW OBNIŻENIA LEPKOŚCI DLA SZCZELINY I OTWORU CYLINDRYCZNEGO Ocena efektów rozrzedzena półcekłego alumnum na wejścu do otworu wyraźne zależy od kształtu otworu wlewka. Wynka to z wyrażena na lepkość nenewtonowską η s określoną wyrażenem (5). Czynnkem decydującym jest tu wartość prędkośc odkształceń ε&. Zakładając bowem ten sam udzał fazy cekłej f L oraz wartość grancy plastycznośc p wdzmy, że decydującym członem o wartośc lepkośc jest czynnk 1/ ε&. Przyblżone wyrażene na ntensywność prędkośc odkształceń ε& w warunkach przepływu płaskego osowo - symetrycznego ma postać [3]: 3 V & ε = 0 (1 + 1, 1,4ln λ ) (8) D gdze: V 0 jest prędkoścą stempla, D - jest średncą początkową wlewka, λ = przekrój początkowy/przekrój końcowy >1 jest stopnem redukcj. Rozważmy przepływ płask. Materał z cylndrycznej próbk wyjścowej o średncy D wpływa do kanału o wymarach b x g. Średn stopeń redukcj wynos: πd λ p = (9) 4bg Lokalny stopeń redukcj może być mnejszy od średnego w przyblżenu jest równy: D λ lokp = (10) g W przypadku wypływu osowo - symetrycznego w analogcznych warunkach pokazanych na rys. 3, stopeń redukcj jest wyrażony jako: D λ s = (11) b Porównując wyrażena (9), (10) (11) wdzmy, że przy tej samej średncy D: λ p >λ s (1) Oznacza to, że oblczona z wyrażena (8) wartośc ntensywnośc prędkośc odkształceń ε& dla przepływu szczelnowego będą wększe od analogcznych dla osowej symetr. Uwzględnając zwązk (9), (10), (11), (1) oraz wyrażene (5). 16

Rys. 3. Wypływ z kanały cylndrycznego do płaskego Fg. 3. In flowng from cylnder cal to play channel na lepkość nenewtonowską η s wdzmy, że w analogcznych warunkach średncy początkowej wlewka, nenewtonowska lepkość końcowa dla przepływu szczelnowego będze mnejsza od lepkośc końcowej w przepływe osowo - symetrycznym. Stosunek tych lepkośc, tj.: LEPKOŚĆ LEPKOŚĆ KOŃCOWA KOŃCOWA W PRZEPŁYWIE W PRZEPŁYWIE PŁASKIM OSIOWYM 4g gd < 1 (13) πb b Zatem zmnejszene lepkośc końcowej jest spowodowane zmnejszenem grubośc szczelny g. Można też zmnejszyć nenewtonowską lepkość kształtem wyjścowego wlewka. Zwązek (13) jest bardzo przyblżony, ale oddaje stotę problemu. 5. WNIOSKI KOŃCOWE Jakoścowe rozważana teoretyczne oparte na heurystycznym równanu konstytutywnym prowadzą do następujących wnosków: 1. Efekt obnżena lepkośc półcekłego alumnum w kanale przepływowym zależy od kształtu wyjścowego wlewka kształtu kanału przepływowego.. Najwększy efekt obnżena lepkośc półcekłego metalu obserwuje sę w wypukłym proflowanym kanale szczelnowym lub w układze klku takch kanałów. 3. Poruszony, bardzo trudny problem efektu obnżena lepkośc w przepływe materału tksotropowego metalu wymaga dalszych badań teoretycznych dośwadczalnych. 4. Dalsze badana pownny najperw dotyczyć wpływu kształtu wlewka na proces oraz dośwadczeń modelowych. Badana pownny tez rozwjać sę w kerunku oblczeń numerycznych. 17

LITERATURA [1] Proceedngs of the 4th Internatonal Conference on Sem - Sold Processng of Alloys and Compostes, Sheffeld, June 1996. [] J. Pwnk, M. Plata nn: Mechancal Behavor Characterzaton of Alumnum Alloys under Sem-Sold Deformaton Condtons. A report prepared for Alususse by Rensseler Polytechnc Insttute 1997. [3] J. Pwnk: Modellng of Plastc Flow Processes, Poltechnka Bałostocka, 14, 199. [4] W.F. Hosford, R. M. Cadel: Metal Formng, Mechancs and Metalurgy, Prentce - Hall Internatonal, Inc, New Jersey, 1983. THE OPTIMIZATION OF SHAPE OF CHANNEL DURING INJECTION OF TIKSOTROPIC MATERIALS SUMMARY The paper presents the methods of optmsaton the profle of plane channel durng njecton the tkssotropc metals. Analysed approxmate analytcal form from consttutve equaton. Partcularly analysed the flowng from cylnder to plane channel. The engneerng gudelnes were passed to projectng the shape of play channel. Recenzował: prof. Jerzy Mutwl, prof. Bazyl Krupcz. 18