SIGMA-NOT - PORTAL INFORMACJI TECHNICZNEJ - Największa baza artykułów technicznych online

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE

Miesięcznik ISSN 1230-3534, e-ISSN 2449-9897 - rok powstania: 1929
Czasopismo Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Hutniczego w Polsce (SITPH)

Numeryczne prognozowanie składu fazowego stali o podwyższonej wytrzymałości w procesach spawania wiązką laserową i techniką hybrydową laser-łuk elektryczny

Wiesława PIEKARSKA Marcin KUBIAK

Praca dotyczy modelowania numerycznego zjawisk cieplnych i przemian fazowych w stanie stałym w procesach spawania doczołowego stali o podwyższonej wytrzymałości wiązką laserową i techniką hybrydową laser-łuk elektryczny. Sprzężone zjawiska cieplne opisano równa- niami zachowania masy, momentu i zachowania energii. W algorytmie uwzględniono ciepła związane ze zmianą stanu skupienia materiału i ciepła przemian fazowych w stanie stałym. Kinetykę przemian fazowych w stanie stałym oraz ułamki objętościowe powstających faz dla przemian dyfuzyjnych oparto na równaniach Johnsona-Mehla-Avramiego (JMA), a dla przemiany martenzytycznej na równaniach Koistine- na-Marburgera (KM). W modelowaniu przemian nagrzewania wykorzystano wykres ciągłego nagrzewania (CTPcA), natomiast w modelowa- niu przemian chłodzenia wykorzystano spawalniczy wykres przemian austenitu (CTPc-S) spawanej stali. Przeanalizowano wpływ techniki spawania na kształt i wielkość spoiny oraz wielkość strefy wpływu ciepła. This paper concerns numerical modelling of thermal phenomena and phase transformations in solid state during butt welding of high strength steel by laser beam and laser-arc hybrid techniques. Coupled thermal phenomena were described by continuum, momentum and energy conservation equations. Latent heats associated with materials state changes and phase transformations in solid state were taken into account in the solution algorithms. The kinetics of phase transformations in solid state and volumetric fractions of arising phases were obtained on the basis of Johnson-Mehl-Avrami (JMA) equation for diffusive transformations and Koistinen-Marburger (KM) equation for martensite transformation. Continuous heating transformation (CHT) diagram was used in modelling of phase transformations during heat- heating, whereas in modelling of phase transformations during cooling-continuous cooling transformation diagram (CCT). The influence of used welding method on the shape and size of [...]

ZAKUP JEDNORAZOWY I DOSTĘP DO WIRTUALNEJ CZYTELNI
PRENUMERATA PAPIEROWA

Metoda płatności: Płatności elektroniczne (karta kredytowa, przelew elektroniczny)
Dostęp do publikacji (format pdf): 6.00 zł	DO KOSZYKA
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 1h: 24.60 zł	DO KOSZYKA
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 4h: 43.05 zł	DO KOSZYKA
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 12h: 73.80 zł	DO KOSZYKA

Prenumerata

Szanowny Kliencie!
Zamów roczną prenumeratę w wersji PLUS a uzyskasz dostęp do archiwalnych publikacji tego czasopisma.
Nie zwlekaj - skorzystaj z tysięcy publikacji o najwyższym poziomie merytorycznym.

prenumerata papierowa roczna PLUS (z dostępem do archiwum e-publikacji) - tylko 504.00 zł
prenumerata papierowa roczna PLUS z 10% rabatem (umowa ciągła) - tylko 453.60 zł *)
prenumerata papierowa roczna - 414.00 zł
prenumerata papierowa półroczna - 207.00 zł
prenumerata papierowa kwartalna - 103.50 zł

okres prenumeraty:

*) Warunkiem uzyskania rabatu jest zawarcie umowy Prenumeraty Ciągłej (wzór formularza umowy do pobrania).
Po jego wydrukowaniu, wypełnieniu i podpisaniu prosimy o przesłanie umowy (w dwóch egzemplarzach) do Zakładu Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT.

Zaprenumeruj także inne czasopisma Wydawnictwa "Sigma-NOT" - przejdź na stronę fomularza zbiorczego »

INNE PUBLIKACJE W TYM ZESZYCIE

Analiza numeryczna i eksperymentalna wpływu gatunku materiału blachy na jakość wytłoczki wykonanej w procesie "crash-forming"

Robert KRUPA Monika HYRCZA-MICHALSKA

Celem pracy jest analiza jakości wytłoczki wykonanej w procesie "crash-forming", który polega na kształtowaniu wytłoczki z blachy, bez konieczności stosowania dociskacza. W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej metodą elementów skończonych (MES) pro- cesu kształtowania plastycznego wybranej wytłoczki oraz wyniki badań eksperymentalnych jej tłoczenia w warunkach przemysłowych. Symulacje zostały przeprowadzone przy zastosowaniu oprogramowania Dynaform, dla dwóch gatunków blach wsadowych: DC04 oraz DP600+ZF100 celem oceny stopnia odkształcenia blachy oraz identyfikacji miejsc krytycznych, w których występuje pocienienie lub fał- dowanie materiału. Na podstawie wyznaczonych wykresów granicznych krzywych tłoczenia (GKT) oraz pomiarów wielkości pocienienia rzeczywistego dokonano weryfikacji praktycznej uzyskanych rezultatów symulacyjnych. Porównanie wyników uzyskanych dla dwóch róż- nych gatunków blach, o różnej tłoczności, umożliwiło ocenę ryzyka stosowania metody "crash-forming" przy ustalonych wymaganiach odbiorczych, to jest dopuszczalnego pocienienia i tolerancji wymiarowych dla wykonania wybranej części. The goal of this paper is the analysis of the part quality achieved during “crash-forming" process in which a sheet metal is formed without blank holder. The article presents numerical simulations using finite element method and results of experimental crash-forming tests at industrial circumstances. The simulations were done using Dynaform software and considering two different material grades: DC04 and DP600+ZF100 steel sheet with the aim to indicate the regions where the thinning and wrinkling occurs. Based on experimental forming limit diagrams (FLD) and measurements of local true thinning the simulations results had been verified practically. The comparison of results for two different sheet metals grades provide information about risk of “crash-forming" operation due to fixed, specified assumptions such as maximu więcej »

Automatyzacja oraz wysoka dokładność pomiarowa wielkości geometrycznych z wykorzystaniem mikroskopu

Sławomir ŚWIŁŁO Piotr CZYŻEWSKI Łukasz MORAWIŃSKI

Kontrola wymiarowa przy zastosowaniu inspekcji wizyjnej to coraz częściej wykorzystywana technika pomiarowa pozwalająca na szybkie i dokładne odwzorowanie badanego wyrobu w celu jego modyfikacji, powtórnego odwzorowania lub inspekcji geometrycznej. Jednym z obszarów zastosowania tego typu techniki pomiarowej jest weryfikacja podjętych założeń teoretycznych odnośnie do przebiegu procesu tak w zakresie geometrii, jak i pola przemieszczeń. Ten właśnie obszar badań jest tematem przedstawionego artykułu. W wyniku przeprowadze- nia wstępnych badań zaprojektowano i zbudowano układ pomiarowy bazujący na zastosowaniu mikroskopu warsztatowego z wykorzysta- niem układu wizyjnego. Kamera realizująca zapis obrazu sprzężona jest z układem pozycjonującym na bazie silników krokowych. Dzięki zastosowaniu precyzyjnych głowic mikrometrycznych do pozycjonowania we współrzędnych XY, pomiary wykonywane z wykorzystaniem mikroskopu charakteryzują się dużą precyzją i stanowią idealny przykład możliwości rozbudowania tradycyjnego systemu pomiarowego o dodatkowe układy automatyzujące. Celem zaprojektowanego układu pomiarowego jest realizacja zadań pomiaru wysokiej rozdzielczości w zakresie geometrii (wzorów) nałożonych na powierzchnie płaskie. Dimensional control using vision inspection is increasingly being used as a measurement technique that allows quick and accurate representation of the final product. One of the field application of this type of measurement technology is verification of theoretical assumptions made about the process run as regards both the geometry and displacement field. These activities were subjects to investigate in the presented paper. As a result of preliminary studies, a measuring system based on a workshop microscope and a vision concept was designed and constructed. The image-recording camera is coupled with a positioning system holding a built-in drive based on the principle of stepper motors. Owing to the use of high-precision micromet więcej »

Fizyczna i numeryczna symulacja ciągłego wyżarzania blach cienkich ze stali wielofazowych

Roman KUZIAK

Blachy cienkie ze stali wielofazowych do zastosowań w konstrukcji samochodu wytwarzane są z wykorzystaniem metody ciągłego wyża- rzania. Z uwagi na wymaganą wysoką wytrzymałość i ciągliwość tych blach, parametry profilu temperaturowego procesu wyżarzania muszą być dokładnie wyznaczone i kontrolowane. W artykule przedstawiono możliwości metod symulacji fizycznej i numerycznej w zagadnieniach projektowania technologii ciągłego wyżarzania blach ze stali DP. Dla wstępnego wyznaczenia parametrów profilu temperaturowego prze- prowadzono obliczenia termodynamiczne z wykorzystaniem programu ThermCalc. Do obliczeń segregacji węgla w procesie wyżarzania wykorzystano program DICTRA, zaś do modelowania przemian fazowych podczas nagrzewania i chłodzenia zastosowano równanie JMAK. Obliczenia te pozwoliły na zaprojektowanie parametrów doświadczeń symulacyjnych, które następnie przeprowadzono za pomocą symula- tora Gleeble 3800. Celem symulacji fizycznej było zweryfikowanie parametrów profilu temperaturowego w procesie ciągłego wyżarzania, zaprojektowane z wykorzystaniem metody symulacji numerycznej. Wyniki symulacji fizycznej procesu wyżarzania były spójne z wynikami symulacji numerycznej. Sheets of multiphase steel used for the autobody construction are being produced with the application of continuous annealing process. Due to the high strength and ductility requirements, the thermal cycle parameters of continuous annealing must be precisely established and controlled. The paper presents capabilities of the physical and numerical simulation to design the continuous annealing process of DP steels. The progress of phase transformation strongly depends on the thermodynamic conditions defined by the thermal profile parameters. Therefore, ThermoCalc program was used to predict the phase transformation occurring under equilibrium conditions, and the DICTRA program was used to model the carbon segregation during continuous annealing. The JMAK equation was used t więcej »

Identification of the thermal conductivity coefficient by using the Artificial Bee Colony algorithm

Edyta HETMANIOK Damian SŁOTA Adam ZIELONKA

Aim of this paper is to present the numerical method of identification of the thermal conductivity parameter of a material in course of the ingot cooling. Mathematical model of the direct problem is the heat conduction equation with boundary conditions of the second and third kind. Presented approach is based on application of the Artificial Bee Colony algorithm for minimizing the appropriate functional expressing the error of approximate solution. Proposed procedure is investigated with regard to the velocity of working and the precision of obtained results. Celem pracy jest prezentacja numerycznej metody identyfikacji współczynnika przewodności cieplnej materiału podczas stygnięcia wlewka. Modelem matematycznym zagadnienia bezpośredniego jest równanie przewodnictwa ciepła z warunkami brzegowymi drugiego i trzeciego rodzaju. Idea metody polega na wykorzystaniu algorytmu kolonii sztucznych pszczół (Artificial Bee Colony algorithm) do minimalizacji odpowiedniego funkcjonału, wyrażającego błąd rozwiązania przybliżonego. Proponowana metoda zbadana została ze względu na szybkość działania oraz dokładność uzyskanych wyników. Key words: thermal conductivity, inverse heat conduction problem, swarm intelligence, Artificial Bee Colony algorithm Słowa kluczowe: przewodność cieplna, odwrotne zagadnienie przewodnictwa ciepła, inteligencja roju, algorytm kolonii sztucznych pszczół 2012 r. HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE S. 42 left side. Direction of the bee’s dance determines the angle between the localized source of food and the sun. Duration of the straight movement determines the dis- tance between the hive and the source of food (each 75 milliseconds of moving straight denotes 100 meters of distance). Magnitude of the bee’s body vibration during the dance indicates quality of the nectar. Population of artificial bees in the algorithm is divided into two equal parts: the bees-scouts explor- ing the environment in search for the nectar and więcej »

Model strukturyzacji wiedzy dla systemu wspomagania decyzji

Anna ADRIAN Barbara MRZYGŁÓD Jarosław DURAK

Autorzy niniejszego artykułu prezentują model strukturyzacji wiedzy dla potrzeb systemu wspomagania decyzji projektowych w zakresie doboru parametrów technologicznych wytwarzania elementów maszyn z żeliwa sferoidalnego ADI. Omawiają problemy związane z prze- kształcaniem wiedzy źródłowej do postaci sformalizowanej. W artykule zaproponowano zastosowanie tablicowej reprezentacji wiedzy prze- chowywanej w postaci relacyjnego modelu baz danych, który został wykorzystany do przechowywania dla charakterystyk materiałowych. Kontekst dla opisu charakterystyk stanowi model hierarchiczny reprezentujący proces obróbki cieplnej. In this article authors present the model of the knowledge structuring in the decision support system design for the selection of technological parameters in manufacturing of machine parts using ductile iron ADI. The problems associated with the transformation of the source of knowledge into a formalized representation are discussed. The article proposes use of the tabular representation of knowledge for the characteristics of the materials which are stored in relational database. The context for this characteristics in a hierarchical model representing the heat treatment process. Słowa kluczowe: SWD, formalizacja wiedzy, inżynieria wiedzy, żeliwo sferoidalne ADI Key words: DSS, formalization of knowledge, knowledge model, knowledge engineering, ductile iron 2012 r. HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE S. 68 gi, gdyż od kompletności, wiarygodności oraz formy reprezentacji zaimplementowanej wiedzy zależy uży- teczność i efektywność tworzonego SWD. Sam proces przekształcania wiedzy źródłowej jest procesem trud- nym, wymagającym przyjęcia, przez twórców takiego systemu, odpowiedn więcej »

Numeryczna symulacja doświadczalnych prób tłoczności wstępnie wyprężonych blach ze stali DC04

Dmytro LUMELSKYY Jerzy ROJEK Ryszard PĘCHERSKI Franciszek GROSMAN Marek TKOCZ

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej próby tłoczności wstępnie wyprężonej blachy ze stali DC04 o grubości 1 mm. Sy- mulacja obejmowała kolejno następujące etapy: wyprężanie blachy, odciążenie, wycięcie wykrojki z blachy wyprężonej oraz próbę wybrzu- szania półkulistym stemplem. Wyniki numeryczne porównano z wynikami doświadczalnymi. Uzyskana zgodność wyników wskazuje na prawidłowe działanie modelu numerycznego oraz możliwość wykorzystania go do dalszych badań teoretycznych. The paper presents the results of a numerical simulation of the drawability test carried out for a pre-stretched 1 mm thick DC04 steel sheet. Simulation consisted of the subsequent stages as follows: uniaxial stretching of the sheet, unloading and stress relaxation, cutting a blank out of the pre-stretched sheet and bulging the blank with a hemispherical punch. Numerical modelling has been verified by comparison of the simulation results with the experimental ones. Good concordance of the results indicates correct performance of the numerical model and possibility to use it in further theoretical studies. Słowa kluczowe: blacha wstępnie wyprężona, próby tłoczności, symulacja numeryczna Key words: pre-stretched sheet, drawability tests, numerical simulation.Wprowadzenie. Wstępne wyprężanie prowadzi do zmiany drogi odkształcenia materiału w procesie tłoczenia blach. Złożone, nieliniowe drogi odkształcenia materiału występują również w rzeczywistych, wielooperacyjnych procesach tłoczenia. Określenie tłoczności blachy przy zmianie drogi odkształcenia jest zatem zagadnieniem o dużym znaczeniu praktycznym. W praktyce inżynierskiej, tłoczność blach określa się za pomocą granicznej krzywej tłoczności (GKT), której wadą jest zależność odkształcenia granicznego od drogi odkształcenia [1]. Wpływ zmiany drogi odkształcenia na GKT jest wciąż przedmiotem intensywnych prac eksperymentalnych i teoretycznych [2]. Alternatywą odkształceniowej granicznej krzywej tłoczności jes więcej »

Obróbka numeryczna danych CAD/RP w procesie SLS EOS z zastosowaniem proszku ze stopu Ti6Al4V

Romana ŚLIWA Grzegorz BUDZIK Jacek BERNACZEK

Prototypowanie części maszyn ze stopu Ti6Al4V może być realizowane z wykorzystaniem selektywnego warstwowego spajania proszków metali - SLS. Artykuł przedstawia proces obróbki numerycznej danych na drodze od modelu 3D-CAD do przygotowania modelu 3D-RP. Prace przeprowadzono na przykładzie technologii szybkiego prototypowania SLS z wykorzystaniem aparatury EOS Eosint M270 dla prosz- ku tytanowego EOS Titanium Ti64. Prototyping the machine parts of Ti6Al4V alloy can be realized with the use of selective bonding layer of metal powders (called Selective Laser Sintering - SLS). The article presents the process of numerical data processing, from 3D-CAD model to the preparation of the 3D-RP model. The works were conducted on the example of SLS rapid prototyping technology with the use of the apparatus Eosint EOS M270 for titanium powder EOS Titanium Ti64. Słowa kluczowe: szybkie prototypowanie - RP, tytan, SLS, CAD, STL Key words: rapid prototyping - RP, titanium, SLS, CAD, STL Rys. 1. Model badawczy w systemie 3D-CAD Fig. 1. Research model in a CAD system Rys. 2. Generowanie modelu STL Fig. 2. Generating an STL model S. 63 HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE Nr 1 Inventor Professional, SolidWorks). Skomplikowane kształty mogą być wykonywane z zastosowaniem opcji modelowania powierzchniowego. Wytworzenie proto- typu fizycznego i eksport danych do formatu urządzeń RP wymaga przekształcenia modelu powierzchniowe- go czy krawędziowego w model bryłowy CAD (rys. 1). Ostatnim etapem pracy w środowisku systemu CAD jest wygenerowanie pliku w formacie *.stl (ang. STL - Standard Triangulation Language), na którym bazują programy narzędziowe SLS. Generowanie pli- ków STL nosi nazwę teselacji. Jest to proces, w więcej »

Połączenia przetłaczane w łączeniu stali wysoko wytrzymałych

Zbigniew GRONOSTAJSKI Sławomir POLAK Bartosz BARTCZAK

W pracy przedstawiono wyniki badań połączeń przetłaczanych stali wysoko wytrzymałych typu DP i TRIP. Wielkość połączenia oraz na- rzędzia zostały dobrane do grubości łączonych blach wynoszącej 1,2 mm. Wykonano badania wytrzymałościowe połączeń w standartowych testach na ścinanie i na wyrywanie. Parametrem zmiennym w procesie była grubość denka połączenia. Ze względu na to, że blachy te oprócz dużej plastyczności charakteryzują się dużym współczynnikiem umocnienia, łączenie poprzez przetłaczanie może być realizowane bez większych problemów technologicznych. Zbudowany został również wstępny model połączenia w programie MSC.MARC, który będzie wykorzystywany do dalszych badań w celu określenia pożądanego kształtu i wytrzymałości połączeń. This paper presents results of research into the application of clinching joining of high-strength steel type DP and TRIP steel. The size of the joining and the tools were chosen for the sheet thickness of 1.2 mm. Joining strength tests performed in standard shear and pullout tests. Variable parameter was the thickness of the bottom of joining. Due to the fact that these sheets in addition to high plasticity are characterized by a high coefficient of strengthening, joining by clinching can be implemented without major technological problems. Initial model of process of joining was built in MSC.MARC, which will be used for further studies to determine the shape and strength of joining. Słowa kluczowe: łączenie przetłaczaniem, wytrzymałość połączenia Key words: clinching joining, joining strength a) b) c) d) Rys. 1. Kolejne operacje wykonywania połączenia przetłaczanego typu R-PJ [6] Fig. 1. Subsequent stages of clinching joining R-PJ [6] S. 25 HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE Nr 1 duże nagrzewanie się materiału w miejscu kontaktu z elektrodą. Może to powodować przyklejenia się meta- lu do elektrody oraz wypryski więcej »

Próba ściskania próbek płaskich jako metoda symulacji fizycznej procesów przeróbki plastycznej oraz narzędzie do identyfikacji modeli reologicznych materiałów

Mateusz SZTANGERT Maciej PIETRZYK

W pracy wykonano ocenę wykorzystania próby ściskania próbek płaskich (PSC) do wyznaczania naprężenia uplastyczniającego. Wykazano, że rozkład naprężenia i odkształcenia w tej próbie zależy mocno od wymiarów próbki i kowadła, co utrudnia interpretację wyników. Zastoso- wanie analizy odwrotnej eliminuje wpływ nierównomierności odkształceń i naprężeń, ale w przypadku PSC wymaga bardzo długich czasów obliczeń. Aby poprawić efektywność rozwiązania uproszczono model PSC do 2D. Possibility of application of the plane strain compression test (PSC) to the determination of the flow stress was evaluated. It was shown that distributions of strains and stresses are very nonuniform, what makes interpretation of results difficult. Inverse analysis eliminates effects of in homogeneities but in the case of the PSC it involves high computing costs. To improve the efficiency of the analysis PSC was simplified to 2D model. Słowa kluczowe: próba ściskania próbek płaskich, naprężenie uplastyczniające, identyfikacja Key words: plane strain compression, flow stress, identification Dr inż. Sławomir ŚWIŁŁO, Dr inż. Piotr CZYŻEWSKI, Mgr inż. Łukasz MORAWIŃSKI e-mail: s.swillo@wip.pw.edu.pl 2012 r. HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE S. 36 Wprowadzenie. Projektowanie nowych technolo- gii opiera się w głównej mierze na symulacjach kom- puterowych procesów przemysłowych. Takie podejście pozwala w relatywnie krótkim czasie, praktycznie bez dodatkowych kosztów, rozważyć szereg wariantów technologicznych i znaleźć optymalne rozwiązanie. Skuteczność tego podejścia zależy od dokładności zastosowanego modelu. W przypadku procesów prze- róbki plastycznej kluczowe znaczenie ma model, który poprawnie opisze zachowanie się rzeczywistego ma- teriału w warunkach plastycznego płynięcia. Mode- le takie zawierają współczynniki, które muszą zostać wyznaczone dla danego materiału na podstawie badań doświadczalnych. W niniejszej pracy omówiono moż- liwości i ograniczenia próby ściskania p więcej »

System optymalizacji procesu produkcyjnego z zastosowaniem agentowego systemu przetwarzania informacji

Gabriel ROJEK Jan KUSIAK

Wiele procesów przemysłowych charakteryzuje się brakiem miarowości i odpowiedniej częstotliwości taktowania pomiarów wielkości (sygnałów) istotnych dla przebiegu procesu i zapewnienia produktu finalnego o odpowiedniej jakości. Na jakość gotowego produktu wpływ mają: skład surowców, sygnały sterujące, które mogą być zmieniane w czasie rzeczywistym oraz sygnały zależne, które mogą być mierzone, ale nie ma na nie bezpośredniego wpływu. Najczęściej, w rzeczywistych procesach metalurgicznych, pomiary składu surowcowego oraz jakości produktu finalnego następują rzadko w porównaniu z częstotliwością pomiarów sygnałów zależnych oraz sygnałów sterujących. Stanowi to poważną trudność w doborze sygnałów sterujących, zapewniających optymalną jakość produktu finalnego. Klasyczne metody optymalizacji są mało skuteczne w takich przypadkach. Dlatego poszukuje się nowych strategii optymalizacji. W pracy przedstawiono ideę nowego podejścia do problemu optymalizacji, a w konsekwencji do sterowania procesem przemysłowym, opartego na agentowym przetwa- rzaniu informacji. System agentowy analizuje historię produkcji i w oparciu o nią generuje optymalne rozwiązania dla bieżącej produkcji. Rozwiązania te mogą stanowić podstawę dla jej optymalnego sterowania. W pracy przedstawiono założenia strategii optymalizacji agentowej oraz wyniki optymalizacji produkcji z jej wykorzystaniem. Many of industrial processes are characterized by the lack of regularity of signals measurements. This regularity is important to control of the industrial process in order to assure required quality of the final products, which is conditioned by a contents of ingredients, controllable signals, that can be modified in real time of process control and dependent signals that can be measured, but cannot be directed modified. At most general metallurgical processes, the frequency of measurements of process parameters and measurements of quality of products is too rare in comparison to the freq więcej »

Using graphic processors for simulation of solidification process

Grzegorz MICHALSKI Norbert SCZYGIOL Anna WAWSZCZAK

This paper presents a simulation of solidification process performed on GPU. The new approach described in this paper allows to divide the process of matrix building into two parts. The first one is independent of nodal temperature values determined in successive time-steps and the second part is performed on the basis of nodal temperature values, but does not require information about finite element mesh. Such sepa- ration of two steps of the conductivity matrix building process allows efficient implementation of simulation software for modern multi- and many-core architectures. Conducted simulation shows that GPU can be successfully used for such purposes. W artykule przedstawiono symulację procesu krzepnięcia wykonaną na procesorach graficznych. Nowe podejście opisane w pracy pozwala na podział procesu budowy macierzy na dwie części. Pierwsza z nich jest niezależna od temperatur w węzłach, wyznaczanych w kolejnych krokach czasowych. Druga część jest budowana na podstawie temperatur w węzłach, ale nie wymaga informacji o siatce elementów skończonych. Taki podział pozwala na wydajną implementację aplikacji przeznaczonej dla nowoczesnych architektur wielordzeniowych. Przeprowadzone symulacje pokazały, że procesory graficzne (GPU) mogą być z powodzeniem wykorzystywane do takich celów. Key words: parallel processing, graphics processor, solidification, engineering simulation Słowa kluczowe: przetwarzanie równoległe, procesory graficzne, krzepnięcie, symulacje inżynierskie 2012 r. HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE S. 56 lues, from subsequent time steps. This allows for reduc- tion of operations performed in subsequent time steps to simple matrix operations, which can be efficiently parallelized. Building system of equations on GPU. While per- forming simulations of unsteady processes the system of equations has to be built many times (for each time step). Because of the characteristic of GPU’s architec- ture it can cons więcej »

Wpływ modelu własności gazu na rozkład radiacyjnego strumienia ciepła w piecu przepychowym

Andrzej GOŁDASZ Zbigniew MALINOWSKI Tadeusz TETLEJKO Andrzej BUCZEK Robert STRAKA

W pracy przedstawiono trójwymiarowy model numeryczny wymiany ciepła w czasie nagrzewania wsadu w piecu przepychowym przy zastosowaniu metody elementów skończonych. Radiacyjną wymianę ciepła w komorze pieca realizowano opierając się na metodzie stre- fowej. Strumień energii radiacyjnej docierającej do powierzchni nagrzewanego wsadu wyznaczano prowadząc obliczenia jasności w wie- lopowierzchniowym układzie zamkniętym, jakim jest komora pieca przepychowego wypełnionego ośrodkiem emitująco-pochłaniającym. Analizowano wpływ zastosowanego modelu własności gazu na rozkład gęstości strumienia ciepła na długości pieca przepychowego. Three dimensional numerical heat transfer model of the charge heating in the pusher furnace based on finite element method has been presented. The zone method was used in modelling the radiation heat transfer in the furnace chamber. The radiation energy flux which reaches the surface of the hot charge has been estimated from the brightness calculation in multi-surface closed system. The pusher furnace chamber filled with emitting-absorbing medium can be treated as a multi-surface closed system. The influence of the gas model on the variation of the heat flux along the length of the pusher furnace has been analyzed. Słowa kluczowe: promieniowanie cieplne, piec przepychowy, metoda elementów skończonych Key words: radiation heat transfer, pusher furnace, finite element method 2012 r. HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE S. 46 Obliczenia wpływu zastosowanego modelu wła- sności gazu na rozkład gęstości strumienia ciepła na długości pieca przepychowego prowadzono przy użyciu modelu matematycznego radiacyjnej wymiany ciepła opartego na metodzie jasności i stosunków konfiguracji z podziałem pieca na strefy. Dodatkowo uwzględnio- no różne właściwości radiacyjne bryły gazu. Model ten sprzęgnięto z modelem nagrzewania wsadu, stanowiąc jego uzupełnienie o podstawowe mechanizmy wymia- ny ciepła. Do stworzenia modelu numerycznego wyko- r więcej »

Wpływ warunków brzegowych na pole temperatury w procesie COS dla wlewków długich

Marcin RYWOTYCKI Katarzyna MIKŁKOWSKA-PISZCZEK

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych dotyczących identyfikacji termicznych warunków brzegowych dla procesu ciągłego odlewania stali. Analizie poddano wlewek długi o wymiarach 160 × 160 mm. W obliczeniach porównano modele uproszczone, wykorzystujące średni współczynnik wymiany ciepła w strefie chłodzenia pierwotnego i wtórnego oraz modele rozbudowane. Zadanie zostało rozwiązane metodą elementów skończonych z zastosowaniem pakietu numerycznego ProCAST. Zaprezentowane modele zweryfikowano na podstawie pomiarów przemysłowych. The results of investigations relating the determination of thermal boundary conditions for continuous casting of steel were presented in the paper. A billets dimension 160 × 160 mm was analyzed. In numerical calculations two models were compared. The fi rst was the simple one and it used aver- first average heat transfer coefficient in both cooling zones. The second one used complex models in primary and secondary cooling zones. The problem was solved by the finite element method and commercial numerical packet ProCAST. The presented models were verified on basis of industrial data base. Słowa kluczowe: ciągłe odlewanie stali, warunki brzegowe, modelowanie numeryczne Key words: continuous casting of steel, boundary conditions, numerical modelling Mgr inż. Grzegorz MICHALSKI, Dr hab. inż. Norbert SCZYGIOL, Prof. PCz, Mgr inż. Anna WAWSZCZAK e-mail: grzegorz.michalski@icis.pcz.pl, norbet.sczygiol@icis.pcz.pl, anna.wawszczak@icis.pcz.pl S. 59 HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE Nr 1 Wstęp. Pole temperatury krzepnącego pasma opi- suje równanie przewodzenia ciepła z członem kon- wekcyjnym (równanie Fouriera-Kirchhoffa). Rozwią- zaniem tego równania jest pole temperatury T, które powinno spełniać warunki brzegowe na powierzchni kęsiska. Wymiana ciepła w procesie COS jest zagadnie- niem skomplikowanym i trudnym do modelowania. Występują tutaj wszystkie trzy podstawowe mechani- zmy wymiany ciepła: przewodzenie, promieniowan więcej »

WYNALAZKI I UDOSKONALENIA HUTNICZE

P-390885 Wielofunkcyjna maszyna wytrzymałościowa do badań udarowych i statycznych Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego, Warszawa R. Gieleta, T. Niezgoda, St. Ochelski, P. Bogusz, M. Klasztorny, A. Kiczko Przedmiotem wynalazku jest wielofunkcyjna maszyna wytrzymałościowa, w której głównym elementem jest układ obciążający, zaprojektowany w sposób umożliwiający prowadzenie badań właściwości materiałów i zachowania się fragmentów konstrukcji przy obciążeniach udarowych, jak również statycznych. Zakres prędkości i energii uderzenia, który można uzyskać w układzie obciążającym, i jego modułowa konstrukcja pozwalają na prowadzenie różnego typu badań eksperymentalnych (ściskanie, rozciąganie po zastosowaniu rewersora, zginanie). Układ obciążający do badań udarowych składa się z: płyty dolnej, dwóch kolumn, trawersy nieruchomej, kompozytowej belki trawersy ruchomej, prowadzonej po kolumnach za pomocą prowadnic, siłownika hydraulicznego do przemieszczania trawersy ruchomej, dwóch sprężyn oraz mechanizmu zaczepu. W przypadku badań statycznych układ składa się z: płyty dolnej, dwóch kolumn, trawersy nieruchomej, siłownika hydraulicznego, szczęki dolnej zamocowanej do płyty dolnej za pomocą tulei pośredniej, szczęki górnej i siłomierza do sił statycznych. Całość jest posadowiona na żelbetowym fundamencie blokowym za pośrednictwem wibroizolatorów. Wynalazek posiada szerokie zastosow więcej »

Wyznaczenie parametrów procesu ciągnienia w podgrzewanych ciągadłach cienkich drutów ze specjalnych stopów magnezu za pomocą matematycznego modelu

Andrzej MILENIN Piotr KUSTRA

W pracy rozpatrzono proces ciągnienia w podgrzewanych ciągadłach drutów o średnicach 0,1÷0,9 mm ze stopów MgCa0,8 oraz A×30, prze- znaczonych na resorbowalne nici chirurgiczne do spajania tkanki miękkiej. W związku z niską technologiczną plastycznością takich stopów podczas ciągnienia na zimno, zaproponowano proces, w którym drut w procesie ciągnienia jest podgrzewany przez ciągadło do temperatury około 300 °C. W tym celu opracowano urządzenie, pozwalające na kontrolowane nagrzewanie ciągadła i przeprowadzenie procesu ciągnie- nia. Problemem jest dobór parametrów procesu ciągnienia (odkształceń, prędkości ciągnienia, temperatury narzędzia, kształtu narzędzia), pozwalających na otrzymanie drutu bez wyżarzania między przepustami oraz uniknięcie utraty spójności drutu. Do rozwiązania problemu wykorzystano program MES Drawing2d, do którego zaimplementowano modele utraty spójności rozpatrywanych stopów Mg. W trakcie symulacji zaobserwowano trzy mechanizmy utraty spójności: wyczerpanie zapasu plastyczności w kotlinie odkształcenia, klasyczne zerwa- nie drutu oraz zerwanie związane z wysokim gradientem temperatury wzdłuż drutu po jego wyjściu z kotliny odkształcenia. Na podstawie symulacji MES wyznaczono technologiczne parametry procesu ciągnienia w podgrzewanych ciągadłach. Wyniki symulacji zostały zweryfi- kowane eksperymentalnie. Efektem pracy są wykonane druty ze stopów MgCa0,8 oraz A × 30 o średnicach 0,1÷0,9 mm. In the present paper drawing process in heated die of thin magnesium wire with diameter 0,1÷0,9 mm for surgical application was examined. Magnesium alloys have low plasticity during cold deformation that is why new drawing process in heated die was proposed. In this technology drawn wire is locally heated by die to temperature about 300 °C. Main idea of this drawing process in heated die is to carry out drawing process in such condition in which recrystallization occurs and drawn wire does not break. That is why there are some problems więcej »

Zmodyfikowany algorytm poszukiwania kontaktu w zagadnieniach tłoczenia blach

Krzysztof WAWRZYK Piotr KOWALCZYK

Niniejsza praca dotyczy procedury poszukiwania kontaktu w symulacji numerycznej procesu tłoczenia blach. W pracy zaproponowano poprawkę do standardowego algorytmu poszukiwania kontaktu, pozwalającą na wyeliminowanie możliwych błędów polegających na źle wskazanym elemencie kontaktowym, bądź wskazaniu braku takiego elementu, co w konsekwencji prowadzi do błędnych wyników symula- cji. Ponadto w pracy przeanalizowano koszt numeryczny przedstawionego algorytmu. The presented text concerns algorithm for detecting contact in numerical simulations of sheet metal forming. In this work, an amendment to a standard contact searching algorithm is proposed that allows to eliminate errors leading to a wrong solution results. Furthermore, this paper discusses numerical cost of the presented algorithm. Słowa kluczowe: analiza kontaktu, tłoczenie blach Key words: contact analysis, sheet metal forming.1. Wprowadzenie. Standardowa procedura poszukiwania kontaktu pomiędzy węzłami zdyskretyzowanej blachy i elementami powierzchni sztywnej [1, 2] zakłada, że element kontaktowy to jeden z elementów zawierających węzeł najbliższy do danego węzła blachy. Dla pewnych topologii siatek elementów skończonych powierzchni, stwierdzenie takie może się okazać fałszywe. Jedną z takich sytuacji pokazano na rys. 1. Dla tak zadanej dyskretyzacji powierzchni elementami trójkątnymi, wynikiem działania procedury standardowej dla punktu P będzie jeden z elementów zawierających węzeł K, podczas gdy w rzeczywistości rzut punktu należy do elementu Nmin . W celu prawidłowego wyznaczenia elementu kontaktowego zaproponowano alternatywny sposób jego poszukiwania. W odróżnieniu od poprzedniego, proponowany algorytm polega na znalezieniu na powierzchni sztywnej elementu leżącego najbliżej rozpatrywanego węzła blachy. Procedura ta przebiega w sposób następujący. Węzeł blachy rzutowany jest ortogonalnie na kole więcej »