VLIV TEPELNÉHO NAMÁHÁNÍ NA PRASKÁNÍ JADER PŘI ODLÉVÁNÍ PÍSTŮ

Ing. Alena PETRENKO

Disertační práce

The effect of heat stress to cracking cores during to casting of the pistons

Anotace:

Disertační práce se zabývá interakcí proudění tekutin s konstrukcí. Zkoumání této problematiky bylo provedeno pomoci numerické analýzy a softwaru ANSYS Polyflow, který využívá metodu konečných prvků. Byla provedena rešerše dané problematiky a teoretický rozbor úlohy, včetně okrajových podmínek. Jsou popsané analytický metody řešení termokinetika tuhnutí. Dále jsou uvedený numerické metody řešení nestacionárního vedení tepla a problematika krystalizace kovu ve formě. Zmínka je o využití simulačních programů pro řešení lití. V rámci řešení problematiky je popis technologického procesu a metodika řešení. V rámci této práci byly provedené dvě základní analýzy: rovinná analýza interakcí tekutiny s jádrem a prostorová analýza napětí. Z rozboru napětí na povrchu jádra vyplynulo, že toto překračuje na horní hraně střední části mez pevnosti materiálu ve směru další hrany. Je to způsobeno tím, že tato část jádra je nejdelší dobu ve styku s natékající taveninou. Navíc je do středu této části vyvrtán otvor, do nějž je vstřikováno chladicí medium. To způsobuje výše uvedené vysoké mechanické namáhání. Na základě zjištěných poznatků byla navržena úprava jádra, místo třídílného bylo navrženo pětidílné. Pro tato jádra byl proveden orientační výpočet povrchových teplot v programu Magmasoft. Výpočet potvrdil předpoklad, že dojde k přerušení tepelného toku a k poklesu rozdílů teplot (mezi maximální a minimální) což v důsledku povede ke snížení mechanického napětí od tepelného namáhání.

Abstract:

The dissertation is about the interaction of fluid flow with the construction. The solution to this problem was done by means of numerical analysis and ANSYS Polyflow software, which uses the finite element method. It was ready to research the issue and theoretical analysis tasks, including boundary conditions. Analytical methods are described solution thermo kinetics solidification. Numerical methods of non-stationary heat conduction and metal crystallization in form are described below. The mention is about the use of simulation programs for casting solutions. The problem solving is the description of the technological process and the methodology of the solution. As part of this work were performed two basic analysis: plane analysis of fluid-core interaction and spatial stress analysis. The stress analysis on the core surface showed that this exceeds the upper edge of the middle part of the strength limit of the material in the direction of the next edge. This is due to the fact that this part of the core is the longest time in contact with the flowing melt. The middle part of the drilled hole into which is injected into the cooling medium. This causes high mechanical stress. Based on the findings of the core was proposed modification, instead of the three-part was proposed five-part. For these cores was performed tentative calculation of surface temperature program Magmasoft. The calculation confirmed the assumption that there is an interruption of heat flow and to decrease the temperature difference (between the maximum and the minimum), which in turn will reduce the mechanical stress due to heat stress.

Klíčová slova

tepelné namáhání, elastické napětí, gravitační lití, jádro kokily, odlitek

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 8. 10. 2018

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Josef Soukup, CSc.

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM

Fakulta strojního inženýrství

Doktorský studijní program / obor:
Strojírenská technologie / Strojírenská technologie