Разработать алгоритм и программу расчета на ПЭВМ времени затвердевания массива узла отливки в кокиль, а так же – алгоритмы для bэф и отвода теплоты в сопряженные элементы.

Разработать алгоритм и программу расчета на ПЭВМ времени затвердевания массива узла отливки в кокиль, а так же – алгоритмы для b_эф и отвода теплоты в сопряженные элементы.

Условия: 1)Отливки из алюминиевых сплавов – t_кр=600^оС и Δt_кр более 50^оС

2)Массив без внутренней полости;

3)С массивом сопряжены ребра толщиной 4-5мм и длинной менее 50мм;

4)Необходимо учесть перепад температур в массиве

5)Влиянием галтелей в углах узла можно пренебречь.

Вводятся исходные данные:

ρ₁ ;ρ₁ - плотности сплава в жидком и твёрдом состоянии;

c₁; c₁ - удельная теплоёмкость сплава в жидком и твёрдом состоянии;

q_кр- удельная теплота кристаллизации сплава;

t_л; t_с - температуры ликвидус и солидус сплава;

t_1н - начальная температура расплава, заполнившего узел;

t_2н- начальная температура формы;

S_M - площадь поперечного сечения массива;

F_M - периметр поперечного сечения массива.

Так как отношение Δt_кр/t_кр = 50/600 > 0.08, т.е. сплав широко интервальный, выполняются расчёты эквивалентной удельной теплоты кристаллизации сплава, эквивалентной удельной теплоёмкости сплава, эквивалентной начальной температуры расплава и температуры в процессе её затвердевания, равной среднему значению интервала кристаллизации.

Затем рассчитывают приведенный размер массива. Т.к. узел двухмерный, то приведенный размер рассчитывается как отношение площади поперечного сечения массива к периметру сечения. Так же рассчитывается количество теплоты, выделенное массивом при затвердевании.

Вначале для расчёта продолжительности затвердевания массива проводиться приближённый расчёт начального значения параметра цикла – времени затвердевания массива. При литье по выплавляемым моделям расчёт ведётся по указанной в алгоритме формуле. При этом не учитывается прогрев формы, отвод теплоты в стержни и все стоки и перетоки теплоты в узле при его затвердевании.

Далее рассчитывается эффективный коэффициент аккумуляции теплоты формой (модуль ВЕFW, т.к. литьё по выплавляемым моделям без опорного наполнителя). Для расчёта времени затвердевания массива данного узла отливки производиться определение коэффициентов А,В,С. Значение этих коэффициентов определяется суммированием по формулам комплексов АР, АМ, ВР, ВМ, СР, СМ, входящих в формулы расчётов стоков и перетоков теплоты для массива. Расчёты этих комплексов ведутся с помощью модулей. Т.к. в отливке иметься плоский участок, то расчёт отвода теплоты выполняется по модулю QMF. Т.к. влиянием галтелей в углах узла можно пренебречь, стержня и прибыли нет, то следующий рассматриваемый модуль – QMEL, описывающий наличие рёбер.

Далее ведётся расчёт времени затвердевания массива узла отливки по приведённой в алгоритме формуле (т.к. иметься наличие рёбер).

Условием окончания итерации является допустимое отклонение значений τ_зн в двух соседних операциях. Если выполняется условие, что отношение времени затвердевания массива к времени затвердевания массива узла отливки лежит в определённых пределах, то выполняется следующее условие: пока SI=1, то значение параметра в новом цикле равно значению параметра, найденному в предыдущем цикле, и расчёт повторяется.

В заключение, т.к. перепад в массиве мал и им можно пренебречь, на экран выводиться значение времени затвердевания массива узла отливки.

Дата добавления: 2015-10-21