КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В РЕШЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Шульга Р.М., студент, СумГУ, г. Сумы
В современной промышленности, несмотря на появление новых методов получения заготовок, значительную роль по-прежнему играет литейное производство. Совершенствование существующих и развитие новых методов литья позволяет получать заготовки, которые максимально приближенны к готовой детали. В то же время экономия ресурсов, сжатые строки выполнения поставленных задач ставят свои требования к организации производственных процессов. Значительных результатов в повышении качества выпускаемой продукции и снижения материальных затрат позволяет достигнуть использование современной вычислительной техники.
В различных областях науки и техники широко используется метод математического моделирования. Этот метод включает в себя разработку физических и математических моделей, численных методов и программного обеспечения, проведение численного эксперимента с привлечением средств вычислительной техники (его результаты анализируются и используются в практических целях). В основе математической модели литейных процессов лежат уравнения тепломассопереноса: уравнения теплопроводности, Навье-Стокса, диффузии, кинетические уравнения фазовых превращений и т.д. Расчетная область включает не только объем, занимаемый расплавом, но также и формообразующую среду с различными граничными и начальными условиями [1].
Практика показывает, что оптимальный подход состоит не в выборе какого-то одного метода решения, а в использовании комбинации различных методов – это позволяет получить выигрыш в скорости, точности и адекватности получаемых результатов экспериментальным данным.
На сегодня в мире насчитывается более десяти систем автоматизированного моделирования литейных процессов (САМ ЛП). Специалистам хорошо известны немецкая программа Magma и американская Procast, в этом же ряду нужно упомянуть американскую SolidСast, финскую CastCAE и немецкую WinCast. Две разработки – "Полигон" и LVMFlow – имеют российское происхождение.
Опыт практического применения САМ ЛП показал, что программные продукты зарубежных производителей не получили серьезного распространения на рынке СНГ. Причиной тому высокая цена программ, отсутствие в большинстве случаев русского интерфейса и отечественной базы данных по материалам и сплавам [2].
В свою очередь хотелось бы отметить разработку специалистов ЗАО "НПО МКМ", г. Ижевск –LVMFlow (NovaFlow Solid).
Наличие в руках технолога-литейщика системы LVMFlow позволяет значительно удешевить и ускорить исследовательскую работу по проектированию и разработке технологии производства отливок. LVMFlow широко используется в учебных заведениях при подготовке квалифицированного персонала для литейных производств. Это «литейная» программа с поддержкой многопроцессорных и многоядерных платформ, которая обеспечивает пользователю потрясающую производительность на «обычных» компьютерах [3]
LVMFlow позволяет проследить:
LVMFlow может моделировать:
• заполнение формы металлом;
• расчет температурных полей;
• расчет поля жидкой фазы;
• расчет поля скоростей;
• расчет конвективных потоков;
• расчет поля давлений;
• расчет сегрегации (химической
неоднородности);
• расчет дефектов;
• расчет напряжений и деформаций;
• работу ТЭНов;
• каналы охлаждения;
• работу фильтров;
• учет многократного использования
формы.
• литье по выплавляемым моделям (автоматическое построение оболочки);
• литье в ПГС;
• литье в кокиль;
• литье в изложницу;
• литье под давлением (4
варианта);
• литье под низким давлением (2
варианта);
• литье по газифицируемым
моделям (в разработке);
• литье по вакуумно-пленочной
формовке (в разработке).
Анализируя выше сказанное, можно прийти к выводу, что современное предприятие немыслимо без внедрения и активного использования новых разработок в области моделирования технологических процессов. В то же время, развитие новых производственных методов получения изделий, ставит задачи усовершенствования существующих программных продуктов в области моделирования.
Список литературы
1. Васькин В.Математическое моделирование и литейные технологии / В. Васькин, В. Кропотин, А. Обухов // CADmaster. – Csoft. – 2002. - №4. – с. 35 - 39.
2. Турищев В. Моделирование литейных процессов: что выбрать? / В. Турищев // CADmaster. – Csoft. – 2005. - №2. – с.33 - 35.
3. LVMFlow CV – точный и самый быстрый инструмент технолога-литейщика // Литейщик России. – Москва. – 2010. - №5. – с.14 - 16.
Работа выполнена под руководством, ст. преподавателя Дегулы А.И.