تصميم منظومة السباكة باستخدام الحلول العددية لانتقال الحرارة

الباحث

احمد محمد علي عبد الجبوري

المشرف

—

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة المعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2003

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Casting design;Heat transfer;Numerical methods;Solidification

على الرغم من ظهور الكثير من البرامج الجاهزة لنمذجة كثير من العمليات التصنيعية , الاان نمذجة أنتقال الحرارة إثناء عملية السباكة لاتزال قيد البحث والتطوير. لذلك فان البحث الحالي يعد من المحاولات الأولى في القطر لاستخدام الطرائق العددية بمساعدة الحاسوب في عمليات السباكة. وبما أن البنية المجهرية للمسبوكات تتأثر بالانحدار الحراري ومعدل التبريد أثناء عملية السباكة, لذا كان من المهم وضع برنامج حسابي للحصول على المعلومات الأساسية لحساب هذه القيم. وبما أن هذه البرامج تستغرق وقتا" طويلا" مما يزيد من كلفة العملية خاصة عند إنتاج المسبوكات كبيرة الحجم ألا أن التقدم المستمر بسرع الحاسبات الشخصية جعل بالإمكان تطبيق هذه الحسابات واللجوء إلى طريقة الفروقات العددية Finite Difference Method وأعداد البرمجة للأنموذج الرياضي بلغة Microsoft Fortran Power Station للتقليل من الجهد والكلف المصروفة في عملية التجربة والخطاء. وقد تم كتابة برنامج حسابي لمحاكاة الانتقال الحراري ثلاثي الأبعاد (3-D) لمسبوكة الألمنيوم ]الألمنيوم - %6 سيلكون - %3.5 نحاس[ وبطريقة السباكة الرملية. وبما أن البحث يتناول موضوع أنتقال الحرارة لذلك تم أختيار مسبوكة ذات مقاطع مختلفة السمك للحصول على اختلاف في معدلات التبريد وبالتي تغير البنية المجهرية الناتجة في المسبوكة. وبعد أن تم إجراء الحسابات الخاصة بمنظومة الصب والمسبوكة وأعداد الرسومات ثلاثية الأبعاد باستخدام برنامج Auto CAD 2002, تم بعدها أجراء عمليات الصهر والصب في القالب الرملي وأجراء الفحوصات على المسبوكة الناتجة. ومن النتائج لوحظ أن الانحدار الحراري المستخلص من الأنموذج الرياضي يتقارب وبشكل كبير من قيم الانحدار الحراري المحسوب عمليا" حيث بلغت نسبة الاختلاف في المواقع الثلاثة وكما يلي ( %0.95 ,%2.15 ,%1.71 ). كما وأن قيم معدلات التبريد أكبر من القيم المحسوبة عمليا" وذلك لعدم السيطرة الكاملة على متغيرات العملية حيث بلغت القيم لمعدلات التبريد المقاسة نظريا" وعلى التوالي (42 C0/Sec في المنطقة ذات السمك القليل,67 C0/Sec في المنطقة ذات السمك المتوسط, 240 C0/Secوهي المنطقة ذات السمك الأكبر) أما القيم العملية فهي (36 C0/Sec, 62 C0/Sec,232 C0/Sec) , كما وتقاربت قيم أزمان التجمد التي تم حسابها باستخدام قاعدة جفرنفوف من القيم العملية فلقد بلغت 210 Sec باستخدام قاعدة جفرنفوف و 230 Sec للمسبوكة وفي المقطع ذي السمك الأكبر وهو أخر جزء يتجمد قبل المغذي.

Although many programs are innovated to mould manufacturing process, yet the modeling of temperature transference during founding is still under research and development. Recent research is the earliest attempts in the country using numerical methods by computer in founding processes. Since the micro structure of castings is affected by the thermo declination and cooling rate during the process of founding, calculating program was essential in order to get basic data to measure these values. Due to the long duration lost by these programs that lead to raise the cost of the large size castings production process, the progressive advance by the rapid personal calculation enabled the application of the calculations and adopt finite difference method in addition to arrange a program for the mathematical sample using Microsoft Fortran Power Station language to reduce the stress and cost in examination and fault process. A calculating program was arranged to measure the 3-D thermo transference for aluminum cast [Aluminum, %6 Silicone, %3.5 Copper] by using sand founding. The research deals with the transference of temperature, therefore, a casting with different thickness profiles, was chosen in order to have different cooling rate that change the micro structure produced by the cast. After making the account for the casting system and arranging the (3-D) graphics by using Auto CAD 2002, then fusion processes in the sand mould were carried out and the resulting casting was test. According to the findings, it was observed that the thermo declination extracted out of the mathematical sample is greatly close to the practically measured values of the thermo declination. Furthermore, the values of the cooling averages are higher than the practically measured values respectively (42 Co/Sec in the area with less thickness, 67 Co/Sec in the medium thickness area, 240 Co/Sec in the higher thickness area) whereas the practically measured values are (36 Co/Sec, 62 Co/Sec, 232 Co/Sec) as they are rather close to freezing duration measured by using Jeffernfov Method by the practical values that reached 210 Sec by using Jeffernfov Method and 230 Sec for the casting in the high thickness section, which is the last frozen part before the feeder.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب