|
1. Cíl práce
S rostoucí celosvětovou konkurencí rostou nároky na kvalitu výrobků, a tím i na samotnou výrobu. Konkurence není nyní dále, než-li jen několik kliknutí myši na internetu, či jeden telefonát. Pro dosažení kvalitního odlitku je nezbytné použití simulačních prostředků, které relevantním způsobem pomáhají získat konkurenční výhodu před ostatními slévárnami.
Po nástupu těchto výpočetních prostředků na počátku 90. let minulého století nastává jejich postupné zdokonalování a rozšiřování i na modelování mikrostruktur a mechanických vlastností. Jejich přesnost je rozhodující měrou dána daty, které popisují termofyzikální vlastnostmi modelované soustavy. Avšak komerční počítačové simulační systémy využívají těchto dat většinou pro celý modelovaný odlitek, bez zřetele k průběhu tuhnutí a lokálním chemickým odlišnostem.
Experimentálně zjistit mechanické a strukturní vlastnosti na statisticky významném počtu vzorků a na významném počtu míst na každém jednom typu odlitku. V práci se zabývám odlitky jen z jedné slitiny - LKG a hodnotím jejich parametry s ohledem na teplotního pole při tuhnutí a chladnutí. Určit, zda-li je možné statisticky podchytit závislosti mezi jednotlivými naměřenými parametry a porovnat je mezi odlitky, a místy na jednom typu odlitku, navzájem.
Pro hodnocení mechanických vlastností odlitků chci použít měření tvrdosti HB (pro povrchové vrstvy) a rychlosti ultrazvuku (pro vlastnosti celé prozvučované stěny). Vedle těchto výsledků tam, kde to podmínky dovolí, odměřit i další vlastnosti - mechanické, strukturní a chemické složení.
Při určování strukturních a geometrických charakteristik (jako je tvar a velikost, popřípadě i četnosti a kruhovitost grafitu u litin s kuličkovým grafitem) chci použít metod obrazové analýzy, jejíž výsledky jsou dostatečně přesné. Zahrnout do experimentální části i zkoumáni rozložení a vlivu chemického složení, se zřetelem na průběhem teplotní pole při chladnutí odlitků. Tyto vlastnosti hodnotit po celém průřezu a tvaru odlitku.
Experimentálně určit průběh teplotního pole na vybraných odlitcích. Analyzovat naměřené hodnoty teploty i s ohledem na možné nepřesnosti při použití termočlánků. Navrhnout prakticky použitelnou metodu pro korekci naměřených dat zatížených případnou chybou v důsledku podmínek měření a tu prakticky ověřit.
Základem každé simulace teplotního pole jsou kvalitní termofyzikální data. Cílem práce je, z literárního rozboru, vypracovat ucelenou databázi potřebných údajů pro simulace odlitků z litiny, zejména s kuličkovým grafitem, jakožto cílový materiál experimentů v této práci. Vlivem formovacích materiálů se nebudu zabývat a považuji je za stejně obsáhlou oblast výzkumu, nutnou řešit následně jako samostatnou práci dalších odborníků.
Takto budovaná databanka bude sloužit jako zdroj ověřených volných dat pro simulace teplotních polí, při použití v libovolném simulačním programu pro slévárenské účely.
Rozebrat jednotlivé vlivy, které vstupují do procesu modelování a simulace odlitků a pokusit se určit jejich přínos k přesnosti při simulacích.
Analyzovat rozdíly v termofyzikálních datech slitin s ohledem na chemické složení vzorků, na kterých byly měřeny. Zajímá mě, jak se rozdíl v datech projeví na výsledném teplotním poli modelovaného odlitku a to nejen v rozdílu teploty, ale i v čase, kdy je příslušné teploty dosaženo. Pro simulace, kde nejsou k dispozici potřebná termofyzikální data, hodlám navrhnout jednoduchou a rychlou metodu pro zjišťování (ověření) těchto dat, a tu experimentálně potvrdit.
Určení teplotního pole je předstupněm před modelováním struktury odlitků. Určit na základě literárního přehledu, které parametry utvářejí a jak ovlivňují tvorbu transformačních diagramů a jaké jsou jejich omezení při použití pro potřeby výpočtů struktur.
Cílem je shromáždit potřebná termofyzikální data pro simulace mikrostruktury odlitků z litiny s kuličkovým grafitem. Analyzovat tyto data s ohledem na dosahovanou přesnost při modelování a určím citlivost vstupních dat na proces simulace.
Pro potřeby technické praxe je mnohdy potřeba určit nejen teplotní pole a základní strukturu odlitku, ale i další fyzikální a strukturní parametry. Chci navrhnout a ověřit metodu na jejímž základě lze určovat například i parametry grafitu, které mají klíčový význam pro výsledné mechanické vlastnosti odlitků.
Stáhnout
PDF soubor s kap 1 - 4 (3,7 MB)
Předcházející kapitola:
Obsah
Následující kapitola: 2.
Úvod
Upozornění: Pokud
použijete část z moji disertační práce, dodržujte
Autorský zákon a dbejte na správnost citací
|
