FEM-Untersuchung des thermodynamischen und thermomechanischen Verhaltens bei der Erstarrung von einem Stahlgussteil


YILMAZ S.

Forschung im Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research, cilt.67, no.3, ss.117-122, 2002 (SCI İndekslerine Giren Dergi)

  • Cilt numarası: 67 Konu: 67
  • Basım Tarihi: 2002
  • Dergi Adı: Forschung im Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research
  • Sayfa Sayısı: ss.117-122

Özet

Numerische mathematische Methoden wie die Finite Elemente Methode (FEM) ermöglichen auch bei metullurgischen Problemstellungen praktische und effecktive Lösungen. Bei der Erstarrung von Legierungen treten unerwünschte Verschiebungen auf. Für ihre Vermeidung ist es erforderlich, daß ihr Auftreten im Vorfeld ermittelt werden kann. In dieser Arbeit wird die Modellierung eines Stahlgußteil mit der zugehörigen Gußform mit der FEM-Software Ansys vorgestellt. Die Phasenübergänge und die Erstarrungsgeschwindigkeiten werden durch eine instationäre Wärmeübertragungsberechnung erfaßt und die thermischen Verschiebungen bzw. Spannungen mit einer gekoppelten Strukturberechnung simuliert. Damit werden die maximalen Spannungen bzw. Vereschiebungen in den kritischen Bereichen des Stahlgußprodukts ermittelt. Die so gewonnenen Ergebnisse sind in Übereinstimmung mit den prakischen Beobachtungen

The simulation of the casting development of metals and alloys using FEM (finite-elements-methods) requires time dependent heat transfer calculations. This type of non-linear calculations, that uses temperature dependent material properties affords material properties such as enthalpy, thermal conductivities specially between liquid-solid phase transformation zone. In this study the solidification of DIN 1.7218 alloy steel was simulated by time dependent heat transfer calculations and solidification rate was defined. Obtained heat transfer results for every time step used as boundary conditions in the next the coupled structural calculations realised to find the stress and displacements distributions on the casted product. It was observed, that the simulation is in accordance with the practical data.