2024
Применение компьютерного моделирования для оценки напряженного состояния литого прокатного валка
Аннотация: Рассмотрены результаты компьютерного моделирования остаточных напряжений прокатного валка (ПВ). При термообработке ПВ, полученных центробежным литьем, даже незначительные нарушения технологических параметров производства могут привести к появлению трещин в отливке (в результате совокупного действия остаточных напряжений и деформаций). Для оценки факторов, влияющих на уровень остаточных напряжений в бочке ПВ провели компьютерное моделирование с применением инструмента (СКМ ЛП) «ПолигонСофт». При моделировании определены динамика изменения температур, напряженно-деформированное состояние по всему объему ПВ и уровень остаточных напряжений в рабочем слое. Выяснены максимальные градиенты температур, которые возникают при переходе от более горячих торцевых к более холодным центральным областям рабочего слоя валка, где на этих участках возникают наибольшие напряжения.
2023
Опыт применения новой модели усадочной пористости в СКМ ЛП «ПолигонСофт» для прогнозирования усадочных дефектов в отливках
Аннотация: Проведен анализ качества моделирования усадочных дефектов в известных коммерческих программах — системе компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП) «ПолигонСофт» и ProCAST. Расчеты выполнены в стандартном модуле пористости СКМ ЛП «ПолигонСофт» и в новой модели пористости, входящей в программный комплекс на правах альтернативной модели. Результаты моделирования сравнены с дефектами в отливках из стали 14Х17Н2Л. Рассмотренные модели пористости успешно решают практическую задачу определения размеров и местоположения усадочных дефектов в отливке. Наблюдаемые несоответствия связаны с особенностями алгоритмов имитационного моделирования усадочных дефектов, применяемых в коммерческих программных продуктах.
Численное моделирование условий формирования отливок с обогреваемыми прибылями
Аннотация: Базовым условием обеспечения сплошности отливки является создание требуемой последовательности затвердевания разных ее частей, надежного питания с выводом усадочных дефектов в удаляемые прибыльные части. Назначение прибылей достаточного размера и рациональной конструкции представляет собой критически важную часть технологического решения. Задача экономии металла на отливку с одновременным сохранением или повышением эффективности питания может быть решена при использовании материалов формы, утепляющих зону размещения прибыли либо отдающих в нее тепло.
Обращение к системам компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП) является стандартной современной практикой при виртуальной диагностике спроектированной технологии изготовления отливки, включающей в том числе проверку и корректировку размеров и конструкции прибылей. Одним из популярных программных продуктов такого профиля, отличающимся, в частности, высокой точностью модели образования усадки, является СКМ ЛП «ПолигонСофт». При моделировании условий изготовления отливки в форме, содержащей специальные теплоизолирующие материалы, для учета их действия достаточно задать необходимые теплофизические свойства в соответствующем объеме сеточной 3D-модели. Случай же моделирования формирования отливки в присутствии материалов из экзотермической (термитной, выделяющей тепло) смеси требует использования специальной модели, включающей описание условий запуска реакции при тепловом взаимодействии материала с жидким металлом и динамики ее протекания с активным тепловыделением.
2022
Моделирование тепловых полей в кристаллизаторе с щелевыми каналами охлаждения
Источник: Теория и технология металлургического производства. 2022. №1(40). С. 12-18.
Аннотация: На ПАО «ММК» для широких стенок кристаллизаторов машины непрерывного литья заготовок встал вопрос перехода от сверленных к щелевым каналам с целью унификации существующих моделей кристаллизаторов, а также упрощения процедуры изготовления медных стенок и сокращения расхода меди. При этом главным условием реконструкции является сохранение существующей петлевой системы охлаждения при одновременном обеспечении заданного теплового режима работы кристаллизатора. Приведены результаты теплового расчета широких стенок кристаллизатора с щелевыми каналами охлаждения. Для автоматизации и визуализации результатов расчёта был разработан модуль моделирования этих процессов в СКМ ЛП «ПолигонСофт». Это позволило прогнозировать тепловое поле на рабочей поверхности широкой стенки кристаллизатора для обеспечения заданного теплового режима его работы, а также предотвращения разупрочнения медного сплава и сохранения заданных прочностных свойств. Проведен тепловой расчет медных стенок с щелевыми каналами, а также полученные данные адаптировали к системе компьютерного моделирования «ПолигонСофт». Представленные результаты математического и компьютерного моделирования носят практический характер и могут быть применены при разработке новых унифицированных конструкций слябовых кристаллизаторов машины непрерывного литья заготовок.
Цифровой эксперимент как метод повышения механических свойств стали Гадфильда
Источник: Черные металлы. 2022. № 10. С. 45-51.
Аннотация: Определен оптимальный состав высокомарганцевой аустенитной стали Гадфильда для получения отливок с повышенной ударной вязкостью и твердостью относительно стандартной марки. Химический состав стали подвергнут модификации в части расширения диапазона содержания Mn (12–19 %). Рассмотрено влияние комбинированного легирования комплексом элементов Cr, Mo, Ni. Проведены предварительное компьютерное моделирование и анализ пористости литых заготовок для определения места вырезки представительных образцов, необходимых для оценки фактического химического состава и механических свойств. Статистический анализ полученных результатов по содержанию элементов и ударной вязкости образцов выполнен при помощи функции желательности. Дальнейшая оптимизация модели осуществлена по методологии поверхности отклика. На основе анализа попарных взаимодействий предложены два экспериментальных состава стали Гадфильда. Проведено сравнение марки 110Г13Л с предложенными составами по уровню механических свойств и баллу зерна по микроструктуре. Сделан вывод о перспективности дальнейшего использования предлагаемого состава Fe – 1,1C – 16Mn – 0,8Si – 1,3Cr – Ni – Mo, способного повысить надежность отливок, эксплуатирующихся в условиях значительного износа.
PoligonSoft для литейного производства
Источник: Литейное производство. 2022. № 8 С. 31 – 37.
Аннотация: Описаны основные возможности системы компьютерного моделирования литейных процессов «ПолигонСофт» и стадии работы в ней. Отдельно рассматриваются особенности последней версии программного продукта: что нового в решателях заполнения и напряженно-деформированного состояния, что нового в препроцессоре и сточном генераторе. Проведен анализ сходимости результатов моделирования заполнения и напряжений с экспериментальными данными.
2021
Обзор версии системы компьютерного моделирования литейных процессов «ПолигонСофт» 2020.0
Аннотация: Весной 2021 года компания «СиСофт Девелопмент», входящая в Группу компаний «СиСофт», выпустила новую версию системы компьютерного моделирования «ПолигонСофт» (СКМ ЛП «ПолигонСофт»). Весьма динамичное развитие этого решения, относящегося, с одной стороны, к классу CAE, а с другой – доступного для освоения инженером-технологом, не слишком погруженным в физику, делает «ПолигонСофт» привлекательным для литейного сообщества России. Повышенному спросу способствует и общий курс на внедрение российского ПО на машиностроительных предприятиях.
Применение критерия Ниямы для прогнозирования усадочной пористости фасонных отливок
Аннотация: Разработана методика определения критического значения критерия Ниямы на основе вычислительного эксперимента. Установлено, что критическое значение критерия Ниямы зависит от условий охлаждения сплава и поэтому применимо только к данному технологическому процессу. Определены критические значения критерия Ниямы для отливок из сплавов МЛ10 и 14Х17Н2Л при литье в постоянные металлические формы и формы из холоднотвердеющих смесей. Полученные результаты подтверждены на фасонной отливке сложной геометрической формы.
Использование системы компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП) «ПолигонСофт» версии 2020.0
Аннотация: В статье рассматривалась возможность использования системы компьютерного моделирования литейных процессов «ПолигонСофт» для создания и оптимизации литейной технологии.
Компьютерное моделирование рассредоточения деформаций в методе борьбы с горячими трещинами
Авторы: В.Д. Илюхин, А.В. Монастырский.
Источник: Литейное производство. 2021. № 3 С. 29 – 34.
Аннотация: В статье представлена конструкция литейной формы, марка литейного сплава на основе алюминия и другие технологические параметры. Эксперимент демонстрирует эффективность метода рассредоточения деформации для Al-сплавов при литье в кокиль. Моделирование описанного эксперимента проведено в системе компьютерного моделирования литейных процессов «ПолигонСофт». Дано общее описание применяемой математической модели напряжено-деформированного состояния отливки, показаны результаты моделирования и сравнение их с результатами эксперимента.
2020
Моделирование процесса центробежного литья заготовки рабочего колеса насоса
Авторы: Неверова Н.В., Мальгавко Д.С.
Источник: Научная перспектива: проблема интерпретации знания в современном образовательном процессе : Сборник научных трудов. – Казань: ООО «СитИвент», 2020. – С. 149-153.
Аннотация: В статье рассматриваются основные этапы компьютерного моделирования процесса центробежного литья с использованием системы компьютерного моделирования литейных процессов «ПолигонСофт» при изготовлении заготовки колеса рабочего центробежного насоса. Представлена визуализация результатов моделирования процессов заливки металла в форму и кристаллизации отливки.
Анализ процесса литья с использованием системы компьютерного моделирования литейных процессов ПолигонСофт
Автор: Вдовин Р. А.
Источник: Программа тринадцатой всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (с международным участием) «Будущее машиностроения России». – Москва, 2020.
Аннотация: Результаты данной статьи направлены на решение важной технологической проблемы, связанной со значительным количеством брака в литейном производстве детали «Корпус внутренний». Научная составляющая данной работы связана, в первую очередь, с разработкой комплексных и достоверных компьютерных моделей (цифровых моделей-двойников) технологического процесса изготовления отливок детали, позволяющих посредством проведения многовариантных численных исследований подбирать оптимальные технологические режимы и конструкции ЛПС для получения отливок требуемого качества.
Результаты использования отечественного программного продукта «ПолигонСофт» в образовании и науке
Автор: Вдовин Р. А.
Источник: Программа международного конгресса «Современные проблемы компьютерных и информационных наук». – Москва, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, 2020.
Аннотация: В данной статье рассматривается вопрос, связанный с использованием систем компьютерного моделирования технологических процессов применительно для образовательной и научной сферы. В связи с прогрессирующей цифровизацией, использование перспективных информационных технологий становится минимальным и достаточным условием развития общественного уклада. Разработка и внедрение обширной номенклатуры в первую очередь отечественного программного обеспечения оказывается первостепенным инструментом в современном мире цифровых и ИТ-технологий. Использование современных программных продуктов в учебном процессе при выполнении лабораторных и практических работ позволяет сформировать у обучающихся цифровые компетенции в соответствии с требованиями образовательных стандартов.
Результаты компьютерного моделирования усадочной микропористости в корпусной отливке из сплава МЛ10
Авторы: А.В. Колтыгин, В.Е. Баженов, Ю.В. Целовальник, В.Д. Белов, В.А. Юдин
Источник: Литейное производство. 2020. № 8 С. 23 – 27.
Аннотация: С помощью систем компьютерного моделирования литейных процессов ProCast и ПолигонСофт рассмотрена возможность прогнозирования междендритной пористости при получении гидроплотных корпусных отливок из магниевого сплава МЛ10. Проведено сравнение результатов моделирования с реальной картиной распределения микропористости в литых корпусах гидроприводов из Mg-сплавов, изготовляемых на ПАО АК «Рубин» литьем в формы из холоднотвердеющей смеси (ХТС).
Исследование заключительных этапов технологического процесса получения отливок цилиндров дизелей методом вычислительного эксперимента
Авторы: А.В. Груничев, Д.В. Павлов, А.Н. Подъемщиков, Р.Н. Хмелев.
Источник: Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 5 С. 305 – 311.
Аннотация: Представлены результаты исследования процесса получения чугунной отливки цилиндра дизеля 1Ч9,5/8,0 с воздушным охлаждением с использованием математических моделей процесса литья и образования дефектов в процессе кристаллизации и остывания расплава в форме с применением программного комплекса СКМ ЛП «ПолигонСофт».
Моделирование процессов кристаллизации и структурообразования прокатного валка из заэвтектоидной стали
Авторы: К.Н. Вдовин, Н.А. Феоктистов, И.В. Михалкина, Д.А. Горленко, А.И. Норец.
Источник: Теория и технология металлургического производства. 2020. №1(32). С. 18-25.
Аннотация: Целью работы являлось изучение процессов кристаллизации отливки прокатного валка, описание закономерностей формирования микроструктуры валковой стали, выполненной на базе химического состава марки 150ХНМ. Работа логически состоит из двух частей – компьютерного моделирования литейных процессов при изготовлении прокатного валка, а также компьютерного моделирования структурообразования отливки из различных модификаций указанной марки стали.
2018
Высокоэффективное проектирование литейной технологии фасонной отливки из магниевого сплава. Часть 2. Прогнозирование и устранение трещин
Автор: Монастырский А. В.
Источник: Вестник машиностроения. 2018. № 10. С. 61-64.
Аннотация: Рассматривается прогнозирование возникновения и устранение трещин в отливке «рама» из сплава МЛ5пч на основе магния, полученной литьем в песчаную форму. Приведены модель расчета напряжений и результаты расчета напряженно-деформированного состояния отливки в зависимости от конструкции литниково-питающей системы.
Компьютерное моделирование тепловых и фазовых полей при непрерывном литье сляба
Авторы: Монастырский А. В.
Источник: Литейщик России. 2018. № 5. С. 33-38.
Аннотация: Представлена реализация математической модели процесса производства сляба шириной 2000 мм и толщиной 315 мм из стали марки 10Г2ФБЮ на установке непрерывного разлива стали (УНРС). В соответствии с документацией, заданы основные габариты установки, в т.ч. координаты осей нижнего ряда роликов, размеры кристаллизатора протяженность зон вторичного охлаждения (ЗВО), расход воды в зонах ЗВО, тепловые и скоростные параметры техпроцесса. В рамках выполнения работы решено пренебречь трением сляба о стенки кристаллизатора, влиянием, трением сляба о поверхности роликов, деформацией сляба в роликах (т.н. мягкое обжатие). Целью создания математической модели является получение инструмента, ориентированного на уровень технолога-литейщика, для изучения тепловых и фазовых процессов, связанных с передачей тепла от сляба к кристаллизатору и роликам с учетом их неидеального контакта и теплофизических свойств, отдачей тепла в окружающую среду (воздух и/или водо-воздушная смесь в зоне вторичного охлаждения). Рассматриваются процессы, связанные с затвердеванием сляба, включая выделение скрытой теплоты кристаллизации. Математическая модель создана в рамках выполнения научно-исследовательской работы совместно с ПАО «Северсталь».
Совершенствование технологической подготовки производства отливок железнодорожного назначения
Авторы: Бройтман О.А., Савушкин Р.А., Бородин С.А., Иоффе М.А.
Источник: Труды XII международной научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра». СПб., 2018, с. 332-340
Аннотация: В авангарде внедрения цифровых технологий в железнодорожной промышленности находится концепция постройки «умных вагонов», использования телеметрических систем для сбора и обработки данных, накапливаемых по мере эксплуатации подвижного состава. Работа по совершенствованию качества отливок, производимых для нужд железнодорожного машиностроения, на современном этапе также требует внедрения цифровых технологий в процесс производства и его подготовки. Тем не менее, для разных компонентов проектов по освоению, наладке и серийному производству отливок возможная на сегодняшний день степень полноты реализации этой задачи различна.
2017
Высокоэффективное проектирование технологии фасонной отливки из магниевого сплава. Часть 1. Проектирование и анализ литниково-питающей системы
Автор: Монастырский А. В.
Источник: Вестник машиностроения. 2017. № 3. С. 70-73.
Аннотация: В рамках разработки технологии получения отливки «Рама» из легкого сплава на основе магния рассматриваются теплофизические свойства материалов отливки и формы, конструкция литниково-питающей системы, а также результаты моделирования усадочной пористости и изготовления пробной партии отливок.
Исследование процессов формирования свойств песчаных стержней
Авторы: Бройтман О.А., Бабков Д.С., Белозёров С.А., Петров А.И., Иоффе М.А.
Источник: Литейщик России. 2017. № 10. С. 38-40.
Аннотация: Плотность литейных форм и стержней является ключевым показателем их качества и основой комплекса рабочих характеристик. На основе известного поля плотности удаётся выполнить прогноз неравномерно распределённых в объёме формы или стержня тепловых и фильтрационных свойств, а для некоторых материалов – характеристик механических свойств. Упомянутые свойства материалов являются частью информационного обеспечения численных расчётов формирования отливок в системах компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП), поэтому наличие сведений о распределении плотности смеси в объёме песчаных стержней и форм, в конечном счёте, позволяет повысить точность моделирования литейной технологии.
Выбор технологических параметров изготовления композиционных отливок
Авторы: Иоффе М.А., Фарисов Р.Д., Хайруллин М.Р., Бройтман О.А.
Источник: Труды XIII съезда литейщиков России. Челябинск, 2017, с. 380-384.
Аннотация: Изготовление композиционных декоративных изделий из чугунных литых и стальных пластически обработанных элементов позволяет обеспечить высокий уровень их художественной выразительности и минимизировать затраты. Жидкофазные способы получения композиционных материалов с использованием литейных технологий обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с твердофазными, к числу которых относятся возможность изготовления декоративных изделий сложной конфигурации с минимальной последующей обработкой, широкая номенклатура элементов, используемых для создания изделий, относительно несложное машинно-аппаратурное обеспечение и др.
2016
Расчет остаточных напряжений литых заготовок в СКМ ЛП «ПолигонСофт»
Автор: А.В. Монастырский, к.т.н. (CSoft).
Рубрика: Машиностроение.
Аннотация: Создавая и внедряя в производство технологический процесс получения отливки, технологи редко уделяют внимание вопросам, связанным с ее напряженнодеформированным состоянием (НДС). При этом возникновение напряжений и деформаций во время затвердевания расплава в литейной форме неизбежно, а их влияние на качество отливки всегда негативно. Следует отметить, что использование систем компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП) достаточно распространено на территории России и многие из них в той или иной степени имеют функционал и математические модели для расчета НДС отливки.
2015
Разработка технологии изготовления отливок в песчаных формах с неравномерной плотностью
Авторы: Бройтман О.А., Д.С. Бабков, Шварц Д.Р., Иоффе М.А.
Источник: Труды XII съезда литейщиков России. Нижний Новгород, 2015. С. 412-416.
Аннотация: Численный анализ с использованием систем компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП) в настоящее время стал традиционной процедурой при разработке технологии производства отливок. Основной тенденцией развития такого подхода при проектировании литейной технологии является повышение адекватности компьютерного анализа, связанное с совершенствованием существующих и разработкой новых моделей для прогноза условий формирования качества отливки, а также уделением особого внимания точности вводимых при расчетах физических и физико-химических характеристик материалов. Положительное влияние на качество анализа литья способно оказать введение в состав исходных данных сведений о неравномерно распределённых температурнозависимых характеристиках материала форм и стержней.
2014
Развитие научных основ моделирования кристаллизации отливок с направленной и равноосной структурой
Автор: Валерий Петрович Монастырский.
Рубрика: Машиностроение.
Аннотация: Диссертация посвящена научно-технической проблеме совершенствования технологии изготовления отливок ответственного назначения, а также сокращения затрат на разработку технологии и выпуск первого комплекта отливок для опытных изделий новой техники. Актуальность этой проблемы постоянно возрастет в связи с ростом цен на металл, вспомогательные материалы и электроэнергию при одновременном стремлении к сокращению себестоимости продукции.
2013
Компьютерное моделирование напряженного состояния изложниц для слитков высоколегированной стали
Авторы: Пантелеева А., Ковалевич Е.
Источник: CADmaster №2, 2013, с. 41-43.
Аннотация: Анализ причин разрушения изложниц показывает, что в среднем 40-45% изложниц отбраковывают из-за образования трещин, 40-45% – из-за разгара внутренней поверхности, 10-15% – из-за размывов и около 5% выходят из строя из-за механических повреждений. Мелкие изложницы для спецсталей в 70-80% случаев отбраковывают из-за трещин. Образование трещин в изложницах происходит в результате достижения металлом предельных величин деформации и напряжения, которые зависят от структуры металла, температуры нагрева и условий нагружения и реализуются деформацией сдвига в зонах концентрации напряжений.
СКМ ЛП «ПолигонСофт» 13.х. Обзор, Итоги, Планы
Авторы: А.В. Монастырский, к.т.н. (CSoft), М.Д. Тихомиров, к.т.н. (ООО «СиСофт Полигон плюс»).
Источник: Литейщик России №6 2013 c. 20-24, CADMASTER №2 2013, с. 44-48.
Аннотация: Система компьютерного моделирования.
литейных процессов (СКМ ЛП) «ПолигонСофт» (старое название – САМ ЛП «Полигон») была разработана в 1989 году в Центральном научно-исследовательском институте материалов (ЦНИИМ, Санкт-Петербург) по тематике Министерства оборонной промышленности. До сих пор это единственная в России и одна из немногих в мире систем, использующая в расчете метод конечных
элементов (МКЭ).
2012
Изготовление крупных кузнечных слитков без осевых усадочных дефектов в измененной изложнице
Авторы: Бройтман О.А.
Источник: Металлургия машиностроения. 2012. № 5. С. 43-46.
Аннотация: Типичный дефект кузнечных слитков – осевая усадочная рыхлота, связанная с нарушением направленного режима затвердевания в процессе формирования литой заготовки. Предложено изменить конструкцию изложницы созданием в верхней её части карманов, которые заполняют теплоизоляционным материалом (литейным песком). Правильный выбор расположения карманов и теплоизолятора позволяет изменить теплоотвод от слитка таким образом, чтобы надёжно обеспечить соблюдение режима направленного затвердевания. Предложенное экономичное решение позволяет получать практически свободные от усадочных дефектов слитки за счёт управления режимом их затвердевания.
Бессеточный метод гидродинамики сглаженных частиц в новом вычислительном модуле СКМ ЛП «ПолигонСофт»
Авторы: В.А. Истомин, Д.Р. Шварц, Е.А. Ишханов (ООО «СиСофт Полигон плюс»), М.Д. Тихомиров (ОАО «ЦНИИМ»).
Источник: ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО №8, 2012.
Аннотация: В последнее время появилось несколько новых методов решения задач теории поля, учитывающих возможности современных компьютеров и операционных систем. Один из них – это метод сглаженных частиц — т.н. метод SPH. Данный метод дает принципиальную возможность распараллеливания любых вычислительных задач, в связи с чем использования вычислительных свойств видеокарт является очевидным вариантом для ускорения расчетов, что успешно используется в современных специализированных программах для формирования множества динамических сложных 3D-объектов для фильмов и т.п. Некоторым недостатком такого подхода является привязка к аппаратной части компьютера(к видеокарте) — т.н. «железу», однако большинство современных персональных компьютеров комплектуются видеокартами, позволяющими использовать их при многопоточных вычислениях.
2011
Компьютерное моделирование процессов формирования крупных кузнечных слитков
Авторы: О.А. Бройтман, А.В. Монастырский, А.Н. Мальгинов, Е.В. Макарычева, Д.Ю. Сараев
Источник: ЛИТЕЙЩИК РОССИИ, 2011, №10, с. 7-15
Аннотация: Крупные стальные кузнечные слитки используются в качестве заготовок при производстве роторов турбин большой мощности, прокатных валков и др. Указанные детали должны обладать однородной структурой, отличаться равномерным распределением и высоким уровнем механических свойств, не содержать несплошностей. Технологии литья стальных слитков непрерывно подвергаются оптимизации с целью повышения их экономичности и улучшения качества продукции. Эффективным методом исследования при поиске путей совершенствования технологических решений способно стать компьютерное моделирование, позволяющее произвести виртуальную отработку параметров технологии литья, сэкономить на возможных потерях, связанных с практическим воплощением неудачных решений, минимизировать сроки запуска в производство. Настоящая работа посвящена всестороннему компьютерному анализу традиционных технологий литья крупных стальных кузнечных слитков. Среди рассмотренных процессов, протекающих при формировании слитков: гидродинамика заполнения полости разливочной оснастки, затвердевание металла, теплообмен и механические взаимодействия в системе «слиток-оснастка», формирование усадочной пористости и раковин, возникновение ликвации, питание слитка. Исследование выполняли при помощи современных коммерческих систем моделирования литейных процессов, а также использовали некоторые оригинальные программные приложения. Одной из целей исследования являлась выработка рекомендаций по оптимизации процесса литья рассмотренных слитков. Производили сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными. По результатам этих сравнений, в случае необходимости, производили корректировку расчетных моделей, что согласовывалось с другой целью исследования, состоявшей в выявлении особенностей постановки задачи формирования крупного стального слитка, позволяющих получить адекватные результаты моделирования.
Разработка методики расчета термических напряжений в фасонных отливках и их автоматизированного моделирования для гравитационных методов литья
Автор: А.В. Монастырский.
Источник: Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук (специальность «Литейное производство»), ГОУ ВПО «МАТИ».
Аннотация: Одной из главных задач развития научно-технического прогресса в промышленности является широкое использование систем компьютерного моделирования (СКМ) и автоматизированного проектирования (САПР) технологических процессов (ТП). Однако, в настоящее время, несмотря на всеобщую компьютеризацию отечественных предприятий, проектирование и отработка технологий получения фасонных отливок часто основываются на опыте практической работы технологов, сложившихся технологических традициях, использовании известных решений, а также трудоемком и металлоемком методе проб и ошибок.
Исследование влияния обработки расплавов импульсным магнитным полем высокой напряженности на структуру и свойства алюминиево-кремниевых сплавов
Автор: Д.Г. Черников.
Источник: Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук (специальность «Литейное производство»), ФГБОУ ВПО «СГАУ им. ак. С.П. Королева(НИУ)»
Аннотация: Для обеспечения постоянно растущих требований к качеству литых деталей необходимо совершенствовать существующие и создавать новые литейные технологии. Решение этой задачи во многом определяет технологический прогресс во всех отраслях машиностроения. Кроме того, неуклонно растет применение алюминиевых сплавов в машиностроении, наиболее перспективными из которых являются силумины. Использование алюминия повышает эксплуатационные характеристики изделия, снижая при этом его вес, и вместе с тем удорожает себестоимость. Поэтому эффективности технологических процессов изготовления литых деталей из алюминиевых сплавов придается повышенное значение.
2010
Внедрение современных методов разработки и оптимизации технологических процессов в литейном производстве
Автор: А.В. Монастырский.
Источник: Литейное производство, 2010, №5, С. 5 – 8. CADmaster, 2010, №2, С. 62-64.
Аннотация: Разумное и эффективное использование всех ресурсов при одновременном сохранении (и даже повышении) качества выпускаемой продукции — это, наверное, мечта любого руководителя предприятия. Реализация мечты обеспечивает не только снижение себестоимости выпускаемой продукции, но и повышение спроса, рост конкурентоспособности. В наше рыночное время каждая бракованная деталь, каждый килограмм впустую истраченного материала ведут к падению прибыли предприятия, заработной платы работников, потере квалифицированных кадров, остановке производства. Абсолютно очевидна необходимость повышения качества продукции при одновременном снижении расхода всех ресурсов: металла, газа, воды, электроэнергии.
Использование СКМ «Полигон» для моделирования дополнительного разогрева расплава металла при магнитно-импульсной обработке
Авторы: В.А. Глущенков, А.Ю. Иголкин, Д.Г. Черников, А.А. Абрамов, М.Д. Тихомиров.
Источник: Вопросы материаловедения, No4(64), ISSN1994-6716 (2010), с.66-71.
Аннотация: Неуклонно растет применение алюминиевых сплавов в машиностроении, наиболее перспективными из которых являются силумины. Использование алюминия повышает эксплуатационные характеристики изделия, снижая при этом его вес, и вместе с тем удорожает себестоимость.
2009
Прогноз образования горячих трещин и расчет коробления отливок в СКМ ЛП «ПолигонСофт»
Авторы: А.В. Монастырский, А.Ф. Смыков, В.А. Панкратов, М.Б. Соловьев.
Источники: Литейное производство, 2009, №10, С. 24 – 27. CADmaster, 2009, №5, С. 46-49.
Аннотация: Моделирование напряженно-деформированного состояния (НДС) отливки — один из этапов разработки технологического процесса литья фасонного изделия. Игнорирование этого этапа повышает риск получения в отливках таких дефектов, как горячие и холодные трещины, коробление. Причины образования перечисленных дефектов известны и зависят от сплава, податливости формы, геометрии отливки, конструкции литниково-питающей системы, температурных режимов процесса литья и др. Устранение их опытным путем, методом «проб и ошибок», может оказаться процессом длительным и неэффективным.
Моделирование литейных процессов. эпизод 2. «ПолигонСофт» как он есть.
Автор: А.В. Монастырский.
Источник: CADmaster №2-3 (47-48) ’2009, с.38-42.
Аннотация: В предыдущем номере начат цикл статей, посвященных практической стороне моделирования литейных процессов. В этом цикле описываются основные приемы и особенности работы в разных СКМ ЛП, без сравнительного анализа математических моделей и методов.
2007
Использование системы компьютерного моделирования литейных процессов «ПолигонСофт» для исследования поля температур алюминиевых сплавов
Авторы: Ю. Баст, Ю.В. Котова , М. Айцурадзе.
Источник: Вестник ПГТУ, Машиностроение, матераловедение, N. 3(10) 2007, стр. 139-144.
Аннотация: В настоящее время в машиностроении всё чаще применяют различные системы моделирования, экономичность затрат при использовании которых очевидна по сравнению с опытными исследованиями. Одной из таких систем является система автоматизированого моделирования «ПОЛИГОН». Эта система позволяет провести отработку некоторых наиболее важных технологических параметров не на реальной отливке, а на ее модели, программно реализованной на компьютере.
Разработка технологии литья крупногабаритных турбинных лопаток с применением систем «Полигон» и ProCAST
Авторы: В.П. Монастырский, А.В. Монастырский , Е.М. Левитан.
Источник: Литейное производство, 2007, N 9, с. 29-34.
Аннотация: В современном литейном производстве вопросы освоения новых отливок, повышения выхода годного, снижения трудоемкости и материальных затрат решаются с применением программных комплексов, предназначенных для моделирования литейных процессов. Это позволяет снизить затраты на проектирование и доводку литейной технологии поскольку отработка конструкции литниково-питающей системы (ЛПС) и температурно-временных параметров технологического процесса ведется не на реальных дорогостоящих плавках, а в виртуальном пространстве математической модели.
Влияние гидродинамических процессов на адекватность прогнозирования пористости в СКМ ЛП «ПолигонСофт»
Авторы: С.В. Жеглов, А.Е. Цыбин, А.А. Щетинин, А.С. Грибанов, Ю.Н. Савельев, М.Д. Тихомиров.
Источник: Труды 4-й международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии» Под ред. проф. Белова В.Д. –М.: ИД Медпрактика – М, 2007, 280 с.
Аннотация: В настоящее время применение систем компьютерного моделирования (СКМ) при подготовке литейного производства становится стандартной процедурой, обеспечивающей возможности снижения временной и материальной составляющей техпроцесса.
Анализ влияния свойств сплава на образование усадочных дефектов в СКМ ЛП «ПолигонСофт»
Авторы: А.А. Щетинин, Л.С. Печенкина, А.В. Щетинин, С.В. Жеглов.
Источник: Труды 4-й международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии» Под ред. проф. Белова В.Д. –М.: ИД Медпрактика – М, 2007, c. 173-177.
Аннотация: На предприятиях, имеющих цикл литейного производства, сегодня полагаются преимущественно на практический опыт квалифицированных технологов-литейщиков,
которые добиваются положительных результатов при отработке сложных технологий методом проб и ошибок. Использование специалистами главным образом эвристических приемов при решении технологических проблем сопровождается значительными
затратами времени и материальных ресурсов.
Особенности постановки задач при моделировании литейных процессов. Численные методы. Преимущества и недостатки
Автор: М.Д. Тихомиров.
Источники: Сб. Компьютерный анализ литейной технологии: проблемы и перспективы. Материалы семинара 15-19 октября 2007 г. СПб.: ЦНТИ «Прогресс», 2007, с.20-29.
Аннотация: В настоящее время для разработки литейных технологий нередко применяют различные системы компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП) [4]. Эти системы используют различные численные методы, математические алгоритмы и физические модели, имеющие разную адекватность решения.
Моделирование структуры и распространение тепла в дисперсных формовочных материалах для прогноза их теплофизических свойств
Автор: О.А. Бройтман.
Источники: Сб. Компьютерный анализ литейной технологии: проблемы и перспективы. Материалы семинара 15-19 октября 2007 г. СПб.: ЦНТИ «Прогресс», 2007, с. 15-25.
Аннотация: В настоящее время для разработки литейных технологий нередко применяют различные системы компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП). Эти системы используют различные численные методы, математические алгоритмы и физические модели, имеющие разную адекватность решения.
Моделирование напряженно-деформированного состояния отливки при кристаллизации
Автор: В.П. Монастырский, А.И. Александрович, А.В. Монастырский, М.Б Соловьев, М.Д. Тихомиров.
Источник: Литейное производство.- 2007, No 8, с.45-47.
Аннотация: При производстве отливок деталей ответственного назначения (рабочие и сопловые лопатки газотурбинных двигателей, моноколеса и т.д.) причиной брака бывают следующие дефекты: горячие трещины, несоответствие геометрии (коробление). Эти дефекты могут возникать по многим причинам, среди которых: неправильная конструкция литниковопитающей системы, неверно выбранный температурный режим, нарушение технологии изготовления формы.
Advances in the Prevention of Investment Casting Defects Assisted by Computer Simulation
Author: Joerg Fischer-Buhner
A source: The 21st Santa Fe Symposium on Jewelry Manufacturing Technology, Albuquerque, New Mexico, 20–23 May, 2007.
Annotation: Computer simulation of investment casting has recently been identified as a powerful tool for giving new insight into defect generation mechanisms, especially those related to form filling, shrinkage porosity and gas porosity caused by reaction with investment material.1–3 While previous work of the author’s group mainly focused on simulation of silver investment casting, the overall aim of still ongoing work is the further development of the simulation tool for gold alloys.
Технологии получения качественных отливок из высокопрочных литейных алюминиевых сплавов
Авторы: А.А. Абрамов, М.Д. Тихомиров.
Источник: Литейное производство.- 2007, N 5, с. 29-34.
Аннотация: В литературе нет устоявшегося мнения, с каким уровнем свойств необходимо относить литейные алюминиевые сплавы к категории высокопрочных. Из анализа уровня свойств алюминиевых сплавов в государственных и отраслевых стандартах, по нашему мнению, к высокопрочным можно относить литейные алюминиевые сплавы, имеющие временное сопротивление разрыву более 300 МПа.
Сравнительный обзор наиболее известных систем компьютерного моделирования литейных процессов
Автор: М.Д. Тихомиров.
Аннотация: В 2004 г. автором данной статьи был опубликован сравнительный обзор наиболее известных систем компьютерного моделирования литейных процессов. Как показал опыт, эта информация оказалась весьма востребована как специалистами и руководителями на заводах, так и сотрудниками научных и учебных организаций. Следует отметить, что в основном публикация 2004 года не потеряла актуальность и сейчас.
Деформационный модуль в СКМ ЛП «Полигон-Софт»
Автор: А.В. Монастырский.
Аннотация: При литье заготовок есть опасность возникновения целого списка дефектов, причиной которых является неизбежная неравномерность охлаждения расплава из-за наличия в отливке тонких и массивных частей, неравномерной толщины стенок формы и т.д. К таким дефектам относятся трещины и несоответствие геометрии (коробление), которые возникают из-за внутренних напряжений в металле и форме, изменяющих геометрию отливки, и даже вызывающих ее разрушение.
Критериальный анализ в СИСТЕМЕ компьютерного моделироваия
Автор: О.А. Бройтман.
Аннотация: При отработке технологии получения отливки перед пользователем моделирующей системы встаёт ряд задач, для которых нет необходимости или возможности, ввиду значительной сложности протекающих процессов, применить численное решение. Зато в результате моделирования практически в любом расчётном литейном пакете у пользователя есть главное – расчётные поля температур в отливке и форме в любой момент времени в течение процесса затвердевания.
Компьютерный анализ литейной технологии: проблемы и перспективы
Источник: Материалы семинара по теме «Современное литейное производство». Центр научно-технической информации «ПРОГРЕСС» 2007 г.
Аннотация: В последние годы технологи — литейщики получили в свои руки новый и вместе с тем важнейший инструмент – компьютерные средства для анализа литейной технологии на основе моделирования литейных процессов и прогнозирования качества отливки. Повсеместно в литейных технологических бюро появляются современные компьютеры, используемые не только как электронные пишущие машинки или как «умные» калькуляторы, но и для выполнения технологических расчетов и моделирования заливки формы, затвердевания или образования усадочных пустот.
2006
Численный анализ процесса теплообмена и определение эффективных теплофизических свойств формовочных материалов на основе построения их структурных моделей
Автор: О.А. Бройтман.
Источник: Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук (специальность «Литейное производство»), Санкт-Петербургский государственный политехнический университет.
Аннотация: Теплофизические свойства формы оказывают
существенное влияние на процесс формирования отливки. Изменяя
теплопроводность и теплоёмкость формовочной смеси, можно ускорить или замедлить скорость отвода тепла от отливки и тем самым повлиять на её качество. В настоящее время в сфере проектирования литейной технологии активно развивается направление по компьютерному моделированию процессов литья.
Некоторые примеры применения компьютерных
технологий в литейном производстве
Автор: А.А. Абрамов.
Аннотация: Компьютерные технологии начали широко использоваться в передовых отраслях техники еще в 60-70-е годы прошлого столетия, когда на предприятиях организовывались вычислительные центры, оснащенные большими вычислительными машинами. В этот период проводились работы по моделированию аэродинамических, гидродинамических процессов, сложные прочностные расчеты, разрабатывались и применялись управляющие программы. Но наиболее активно компьютерные технологии стали применяться с массовым появлением персональных компьютеров.
Применение компьютерного моделирования при разработке технологий изготовления отливок из алюминиевых сплавов
Авторы: А.А. Абрамов, О.А. Бройтман, М.Д. Тихомиров.
Источник: Литейное производство.- 2006, No 11, с.31-34.
Аннотация: В настоящее время особенно очевиден рост популярности компьютерного моделирования и среди литейщиков. На ведущих западных и отечественных литейных производствах процедура компьютерного моделирования становится стандартной при отработке технологии изготовления практически любой новой отливки. При помощи программного пакета у технолога-литейщика появляется возможность «проиграть» на компьютере процессы, протекающие при формирование отливки, и в случае получения брака на виртуальной модели отливки (а не в реальности) отследить ошибки, допущенные при разработке технологии, внести коррективы в технологию с учетом увиденного и снова проверить исправленную технологию на компьютере, и так вновь и вновь, вплоть до достижения оптимального результата, который и будет затем реализован в производстве.
2005
Моделирование тепловых и усадочных процессов при затвердевании отливок из высокопрочных алюминиевых сплавов и разработка системы компьютерного анализа литейной технологии
Автор: М.Д. Тихомиров.
Источник: Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук (специальность «Литейное производство»).
Аннотация: К свойствам сплавов работающих в сложных или особо ответственных условиях, предъявляются специальные требования. В целях удовлетворения таких требований, разработчиками сплавов (в том числе в ЦНИИМ) были разработаны литейные алюминиевые сплавы самого широкого спектра по химическому составу, которые относят к группе так называемых высокопрочных алюминиевых сплавов: AЛ9М, АЛ24С, АЛ24П, ВАЛ10, АЛ23-1 и др.
Вероятностный подход при моделировании литейных процессов
Автор: М.Д. Тихомиров.
Аннотация: Несмотря на очевидные успехи и востребованность численного моделирования литейных процессов, базовые физические модели используемые в системах компьютерного моделирования в настоящее время содержат в себе принципиальное отличие от реальной физики моделируемых процессов — тепловых, усадочных и т.п. В данном случае имеется ввиду не те упрощения, существенные или не очень существенные, которые всегда так или иначе отличают модель от реального процесса, а принципиально разную подоплеку реального и моделируемого процесса.
Разработка математического и информационного обеспечения комплекса автоматизированного проектирования технологии изготовления корпусных отливок
Автор: С.В. Жеглов.
Источник: Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук (специальность «Системы автоматизации проектирования»).
Аннотация: В настоящее время отработка технологии изготовления сложных заготовок в литейном производстве, например корпусов, работающих под высоким давлением рабочей среды, как правило, производится методом проб и ошибок. Причиной этого является чрезвычайная сложность и недостаточная изученность процессов, происходящих в отливках во время затвердевания.
Новые подходы к подготовке производства в современной литейной промышленности
Источник: Материалы научно-практического семинара 2005г.
Аннотация: ФГУП «ЦНИИМ» одна из колыбелей отечественной литейной науки. В течение 90-летней истории института в нем работали известные ученые-литейщики П.П. Берг, Н.Г. Гиршович, Ю.А. Нехендзи, Б.Б. Гуляев, И.А. Шапранов, Ю.Ф. Боровский, Н.Н. Белоусов, О.Н. Магницкий, Г.П. Анастасиади, В.П. Кузнецов. В институте проводились работы по всем основным разделам литейной науки – гидродинамике, затвердеванию, усадочным процессам, кристаллизации. В настоящее время работы по развитию литейной науки и технологий продолжают специализированные предприятия АО «ЦНИИМ-Инвест» и ООО «Фокад», организованные бывшими сотрудниками «ЦНИИМа».
2004
Современные методы проектирования и изготовления литейной оснастки
Авторы: Д.Х. Сабиров , А.А. Абрамов, Л.Ю. Денисов.
Аннотация:В условиях мелкой серии, например 500 отливок для ЛВМ, что сейчас не редкость, стоимость оснастки будет сравнима со стоимостью собственно литья. Т.е. стоимость оснастки оказывает заметное влияние на конечную цену отливки. Кроме того, качество
изготовления литейной оснастки определяет часто и качество литья, а значит и его стоимость. Хорошо сделанная оснастка снижает литейный брак, повышает производительность труда литейщиков, снижает затраты на механическую обработку.
Основы моделирования литейных процессов. Важные особенности систем моделирования
Автор: М.Д. Тихомиров.
Аннотация: Данная статья продолжает серию публикаций под общим заголовком «Основы моделирования литейных процессов» и в ней рассматриваются наиболее важные общие особенности моделирующих систем, которые диктуют определенные принципы применения их на производстве.
Основы моделирования литейных процессов. Системы синтеза литейной технологии и их отличие от систем моделирования литейных процессов.
Автор: М.Д. Тихомиров.
Источник: Литейное производство, No 2, 2004, c. 28-31.
Аннотация: В серии публикаций под общим заголовком «Основы моделирования литейных процессов» ранее были рассмотрены различные вопросы связанные с системами компьютерного моделирования литейных процессов (СКМ ЛП). Если подходить с точки зрения структуры интегрированной системы автоматизированного проектирования литейных технологий (САПР ЛТ), то моделирующие системы являются лишь одной из подсистем САПР ЛТ и предназначены для решения определенного круга задач, причем эти задачи мало связаны с собственно автоматизацией формальных операций проектирования.
Сравнительный обзор наиболее известных систем компьютерного моделирования литейных процессов
Автор: М.Д. Тихомиров.
Источник: Материалы научно-практического семинара «Новые подходы к подготовке производства в современной литейной промышленности». — СПб., 2004, с.14-28.
Аннотация: В Европе, Англии и США в настоящее время видимо наиболее распространены две литейные моделирующие системы: ProCast (разработчики в США и Швейцарии) и MagmaSoft (разработчики в Германии). По данным производителей на каждую из этих систем за период около 10 лет было приобретено не менее чем 400-500 лицензий по всему миру. (В рекламных данных от MagmaSoft декларируется не менее 800 пользователей, однако вероятнее всего к «пользователями» в данном случае «приплюсованы» обновления лицензий и т.п.)
Особенности затвердевания алюминиевых сплавов в вакуум-пленочной форме (ВПФ) с холодильником
Авторы: М.Д. Тихомиров, А.А. Абрамов.
Источник: Литейное производство.- 2004, No 10.
Аннотация: Высокую плотность рабочей зоны отливок с пористостью ниже 1 балла шкалы ВИАМ, величину пор менее 100 мкм, мелкозернистую структуру с хорошей обрабатываемостью резанием, практически невозможно получить при изготовлении отливок в песчано-глинистые формы. Этому способу литья свойственна низкая скорость кристаллизации, что приводит к получению отливок с невысокими механическими свойствами, крупнозернистой структурой, повышенной газо-усадочной пористостью.
Доклад о внедрении САМ ЛП «ПОЛИГОН» на ОАО «ТМЗ»
Аннотация: «Турбомоторный завод» — машиностроительное предприятие, в рабочий цикл которого входят различные производства, в том числе и металлургическое. Предприятие отливает сложные корпусные детали для дизелей, а также лопатки для турбин. В производстве литейных деталей применяются различные технологии: в кокиль, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, в песчано-глинястые формы, центробежное литье, литье под давлением. Дана работа посвящена моделированию процессов затвердевания в САМ ЛП «ПОЛИГОН» по технологии по выплавляемым моделям и центробежному литью.
До 2004 года
Разработка информационного обеспечения для компьютерного моделирования процессов формирования отливок из сплавов системы Al–Si–Mg
Автор: С.В. Ермакова.
Источник: Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук (специальность «Литейное производство»).
Аннотация: Современные достижения теории литейных процессов и их реализация в системах компьютерного моделирования предоставляют широкие возможности для решения технологических задач и управления технологическими параметрами.
Физико-математические основы компьютерного моделирования литейных процессов. система моделирования «полигон»
Авторы: М.Д. Тихомиров, Д.Х. Сабиров, А.А. Абрамов.
Аннотация: Большинство прикладных задач моделирования литейных процессов не имеет строгого аналитического решения. При принятии ряда допущений, обычно возможно построение достаточно адекватных аналитических моделей для конкретных условий, например, для тел простейшей конфигурации. Как составные части численных алгоритмов аналитические модели
необходимы и при решении задач для общих случаев.
Основы моделирования литейных процессов. Сравнение метода конечных элементов и метода конечных разностей. Что лучше?
Авторы: М.Д. Тихомиров, И.А.Комаров.
Источник: Литейное производство.- 2002, No 5, с.22-28.
Аннотация: Данная статья является третьей из серии статей по моделированию литейных процессов. В первых двух статьях обсуждались тепловая и усадочная задачи. Помимо этого, более подробно алгоритмы решения тепловой задачи и некоторые общие вопросы моделирования, в том числе краткая характеристика вычислительных методов, рассматривались в. В настоящее время, когда заводы проявляют все больший интерес к системам моделирования литейных процессов (СМ ЛП), заводские специалисты с завидной регулярностью задают вопросы связанные с общей оценкой адекватности математических методов применяемых в различных СМ ЛП.
Моделирование — достижения и проблемы. Игра для взрослых «Полигон». Что дальше?
Авторы: М.Д. Тихомиров, Д.Х. Сабиров, А.Р. Агроскин.
Источник: Литейное производство.- 2001, No 6, с.33-35.
Аннотация: Кто из нас без греха, и хотя бы изредка, отложив свои серьезные и важные дела, не запускал на своем компьютере какую-нибудь крутую стратегию или неохватного размера симулятор? И в этом нет ничего удивительного, все мы в душе дети и любим играть. А играть, особенно играть на компьютере — это попадать в некие ситуации, в которые в обычной жизни попасть не удается.