Валерий Иванович Одиноков, д.т.н., профессор, главный научный сотрудник Управления научно-исследовательской деятельностью
Россия, 681013, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Valerii I. Odinokov, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Chief Researcher of the Department of Research Activities
27 Lenina Ave., Komsomolsk-on-Amur, Khabarovsk Territory 681013, Russian Federation
Алексей Иванович Евстигнеев, д.т.н., профессор, главный научный сотрудник Управления научно-исследовательской деятельностью
Россия, 681013, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Aleksei I. Evstigneev, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Chief Researcher of the Department of Research Activities
27 Lenina Ave., Komsomolsk-on-Amur, Khabarovsk Territory 681013, Russian Federation
Эдуард Анатольевич Дмитриев, д.т.н., доцент, ректор
Россия, 681013, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Eduard A. Dmitriev, Dr. Sci. (Eng.), Assist. Prof., Rector
27 Lenina Ave., Komsomolsk-on-Amur, Khabarovsk Territory 681013, Russian Federation
Александр Николаевич Намоконов, аспирант
Россия, 681013, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Aleksandr N. Namokonov, Postgraduate
27 Lenina Ave., Komsomolsk-on-Amur, Khabarovsk Territory 681013, Russian Federation
Анна Алексеевна Евстигнеева, студент
Россия, 681013, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Anna A. Evstigneeva, Student
27 Lenina Ave., Komsomolsk-on-Amur, Khabarovsk Territory 681013, Russian Federation
Дарья Витальевна Чернышова, аспирант
Россия, 681013, Хабаровский край, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27
Dar’ya V. Chernyshova, Postgraduate
27 Lenina Ave., Komsomolsk-on-Amur, Khabarovsk Territory 681013, Russian Federation
В статье приведены результаты численного решения задачи по моделированию процесса возможного трещинообразования в оболочковой форме (ОФ) шарообразной конфигурации при заливке в нее жидкой стали и охлаждении затвердевающей отливки. Численная схема осесимметричной задачи и алгоритм решения были приведены в части 1. Трещиностойкость оценивается по величине нормальных напряжений в керамической ОФ в процессе ее совместного охлаждения с затвердевающей отливкой. При детальном анализе результатов были учтены поля перемещений, напряжений, температур как в сферической ОФ, так и в нарастающей корочке затвердевшего металла. При решении учитывалось изменение модуля сдвига материала формы от температуры, и была дана оценка этого уточнения. Задачу решали двумя способами. Первый – с постоянным модулем сдвига ОФ; второй – с модулем сдвига ОФ, зависящим от температуры. Между этими вариантами есть существенная разница в величине нормальных напряжений, возникающих в ОФ. Авторы проанализировали стойкости ОФ сферической геометрии от внешних воздействий со стороны опорного наполнителя (ОН) оболочковой формы и заливочной воронки. Была решена задача по определению контактной и свободной поверхностей на границе ОФ и ОН. Результаты решения задачи представлены графически в виде эпюр напряжений, температур по исследуемой области в разных ее сечениях и временных интервалах охлаждения ОФ и нарастающей корочки металла. Показана роль сжимающих нормальных напряжений σ22 , σ33 на поверхности соприкосновения ОФ с жидким металлом в начальный момент охлаждения на вероятность трещинообразования в сферической форме. Уровень напряженно-деформированного состояния в сферической ОФ при охлаждении в ней стальной отливки существенно определяется зависимостью модуля сдвига ОФ от температуры.
The paper presents the results of numerical calculations of the solution to the problem of modeling the process of possible cracking in a spherical shell mold when pouring liquid steel into it and cooling the solidifying casting. The numerical scheme of the axisymmetric problem and the algorithm for its solution were given in Part 1. The crack resistance is estimated by magnitude of the normal stresses in the ceramic shell during its co-cooling with a solidifying casting. The results detailed analysis considered: fields of displacement, stresses, and temperatures both on spherical surface and in growing crust of solidified metal. The solution took into account the change in the shear modulus of the mold material from temperature, and an assessment of this refinement was given. The problem was solved in two ways. The first – with a constant shift modulus of the shell mold; the second – with its temperature-dependent shift modulus. There is a significant difference between these variants in terms of magnitude of the normal stresses arising in the shell mold. The authors analyzed resistance of the shell mold spherical geometry to external influences from its support filler and filling funnel. The problem of determining the contact and free surfaces at the boundary of the shell mold and support filler was solved. The results are presented graphically in the form of diagrams of stresses and temperatures over the studied area in its different sections and time intervals for cooling of the growing metal crust. The role of compressive normal stresses σ22 , σ33 on the surface of contact of the shell mold with liquid metal at the initial moment of cooling on probability of cracking in a spherical mold is shown. The level of strain-stress state in a spherical shell mold when cooling a steel casting in it is significantly determined by dependence of shift modulus of the shell mold on temperature.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.