Развитие научных и технологических основ получения фасонных литых заготовок в песчаных формах без усадочных дефектов и горячих трещин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.04, кандидат наук Коротченко, Андрей Юрьевич

• Коротченко, Андрей Юрьевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Коротченко, Андрей Юрьевич

ФОРМ

ЗЛ. Математическая модель уплотнения формовочной смеси

ЗЛЛ. Связь между напряжениями и деформациями в смеси

ЗЛ.2. Двумерная модель формовочной смеси

3.2. Расчет уплотнения смеси в плоском сечении формы при

встряхивании

3.4. Упрощение математической модели уплотнения смеси

3.5. Одномерная математическая модель уплотнения смеси

3.6. Математическая модель уплотнения смеси импульсом сжатого воздуха

3.7. Расчеты уплотнения смеси импульсом сжатого воздуха

3.8. Пути повышения качества формы при импульсном уплотнении

3.9. Исследование влияния перетекания смеси при уплотнении на качество формы

3.10. Пути повышения качества формы при уплотнении смеси встряхиванием

3.11. Исследование влияния вида напряженного состояния смеси на характер уплотнение смеси. Дифференциальное уравнение уплотнения смеси

3.12. Пути развития способов изготовления песчаных форм

Выводы по главе 3

Глава 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОЛУЧЕНИЕ ОТЛПВОК С ЗАДАННЫМ УРОВНЕМ УСАДОЧНЫХ ДЕФЕКТОВ

4.1. Фильтрация жидкого расплава в двухфазной зоне

4.2. Критерии оценки кристаллического строения отливки

4.3. Разработка критериев для расчета образования пористости в отливках и длины зоны питания прибылей

4.4. Влияние условий литья на критические значения критериев пористости

4.4.1. Учет действия массовых сил на критические значения критериев пористости

4.4.2. Влияние газонасыщенности расплава на критические значения критериев пористости

4.5. Методика расчета вероятности образования пористости в отливках

Выводы по главе 4

Глава 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ПРЕДОХРАНЯЮЩИХ ОТЛИВКИ ОТ ОБРАЗОВАНИЯ В НИХ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН

5.1. Влияние усадочных процессов на деформации растяжения в двухфазной области

5.2. Влияние деформаций растяжения в двухфазной области на тепловые и усадочные процессы в отливках

5.2.1. Изменение доли твердой фазы при деформации двухфазной области

5.2.2. Особенности расчета теплоты кристаллизации в деформирующихся областях отливки

5.2.3. Учет деформаций растяжения при вычислении гидравлической проницаемости

5.2.4. Изменение фильтрации расплава в двухфазной области под действием деформаций растяжения

5.2.5. Оценка перепада давления в двухфазной области в условиях действия растягивающих деформаций

5.2.6. Критическое значение критерия пористости Л", с учетом деформаций растяжения

5.3. Экспериментальная оценка влияния затруднения усадки на

образование пористости в отливках

5.3.1. Постановка эксперимента и выбор параметров элементов отливок, формирующих затрудненную усадку

5.3.2. Методика проведения эксперимента и обработка результатов

5.3.3. Оценка влияния деформаций растяжения на образование пористости в отливках

Выводы по главе 5

Глава 6 РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОГО КРИТЕРИЯ, ОБЩЕЙ МОДЕЛИ ЭТАПОВ ТЕХПРОЦЕССА И ЕДИНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРИЕМОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЗАДАННЫЕ СЛУЖЕБНЫЕ

СВОЙСТВА ОТЛИВОК

6Л. Универсальный критерий бездефектных зон для этапов техпроцесса изготовления отливки

6.2. Общая реологическая модель для трех этапов техпроцесса на основе метода аналогий в механике и теории теплопроводности

6.3. Разработка единых технологических приемов, обеспечивающих

заданные служебные свойства отливок

Выводы по главе 6

Глава 7 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ОТЛИВОК НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННЫХ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ

7.1. Влияние значений теплофизических параметров расплава на образование усадочных раковин и пористости

7.1.1. Плотность сплава в твердом и жидком состоянии

7.1.2. Начало и конец фильтрации жидкого сплава

7.1.3. Проверка расчетов образования усадочных дефектов на адекватность

7.2. Разработка техпроцесса изготовления отливки типа «подшипник»251

7.3. Разработка техпроцесса изготовления отливки типа «корпус»

7.4. Разработка техпроцесса изготовления отливки типа «балка

надрессорная»

Выводы по главе 7

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие научных и технологических основ получения фасонных литых заготовок в песчаных формах без усадочных дефектов и горячих трещин»

ВВЕДЕНИЕ

Любая технология должна отвечать основному требованию [1] «...в мыслимой перспективе должны быть эффективными те технологии, которые позволяют необходимую конфигурацию конечных изделий получать при минимальных затратах энергии ...». Кроме экономии энергии, любая технология должна также обеспечить своим изделиям заданные служебные свойства.

В связи с этим повышение качества отливок и получение их с заданными служебными свойствами - фундаментальная научно-техническая проблема литейного производства.

А главное направление в разработке этой фундаментальной научно-технической проблемы - создание и применение новых технических и технологических решений, обеспечивающих формирование служебных свойств отливок в конкретных условиях литейной технологии.

Создание и применение новых технических и технологических решений формирования служебных свойств отливок в свою очередь, невозможно без компьютерного моделирования.

В настоящее время разработан достаточно обширный математический аппарат, описывающий основные процессы при формировании свойств отливок, и на его базе разработан целый комплекс прикладных программ, позволяющих в сжатые сроки оптимизировать значения параметров, влияющих на служебные свойства отливок.

Основная задача сегодня - глубокое осмысление процессов, влияющих на качество отливок, и на этой базе целенаправленное использование и совершенствование существующего программного обеспечения, а также получение новых знаний, на основе которых возможно создание новых программ, которые более полно и точно описывают влияние литейной технологии на качество отливок.

Литейную технологию можно описать структурной моделью, представляющей собой граф, вершинами которого являются укрупненные этапы изготовления отливки, а ребра или дуги графа характеризуют последовательность выполнения этих этапов. Г.Ф. Баландин указывал [1], что есть четыре основных этапа технологии изготовления отливки, которые вносят свою долю «ответственности» за качество отливок. Это приготовление расплава, изготовление формы, заливка расплава в форму, затвердевание расплава и последующее охлаждение отливки.

В настоящей работе рассматриваются два этапа технологии: изготовление формы и затвердевание расплава. Из всего многообразия операций и процессов, происходящих на этих этапах, выбраны: уплотнение сырых песчано-глинистых смесей (СПГС) - на первом этапе; питание отливок и горячие трещины - на втором этапе.

Столь разнохарактерные по своей природе процессы, как будет показано далее в работе, можно рассматривать с общих позиций теории обеспечения качества отливок и разрабатывать для них новые способы повышения качества литья.

Цель работы: развитие теории, исследование способов достижения качества фасонных отливок и разработка совокупности технических и технологических решений, обеспечивающих получение отливок с заданными служебными свойствами.

Основные положения, которые выносятся на защиту:

- математические модели уплотнения СПГС при статических и динамических способах нагружения;

- методика определения значений параметров, входящих в реологическую модель СПГС;

- режимы уплотнения СПГС, обеспечивающие заданное качество песчаных форм;

- критерии для оценки образования усадочной пористости в отливках и длины зоны питания прибылей;

- методики экспериментальной оценки критических значений разработанных критериев для конкретных условий литья и марок сплавов;

- методика расчета образования пористости в отливке, основанная на переменном значении критерия длины двухфазной зоны и времени затвердевания;

- выявленные зависимости между деформациями растяжения и усадочными процессами в отливках и методика для расчета необходимого количества дополнительных элементов питания отливок, которые предотвращают образование горячих трещин в отливках.

Научная новизна:

1. Сформулирована обобщенная математическая модель уплотнения СПГС под воздействием встряхивания, прессования, импульса сжатого воздуха и их комбинаций, которая позволяет учесть изменение свойств смеси при нагружении и переходные процессы в исполнительных органах формовочных машин; определены значения параметров этой модели, связанные с плотностью смеси.

2. Предложено новое дифференциальное уравнение уплотнения смеси, учитывающее вид напряженно-деформированного состояния смеси в форме, реологические свойства смеси и величину внешней нагрузки, с использованием которого подтверждено влияние бокового перетекания смеси при уплотнении на характер нарастания плотности смеси в форме и затраты энергии на уплотнение смеси.

3. Экспериментально установлена и расчетами подтверждена определяющая роль бокового перетекания смеси на распределения плотности смеси в форме. Разработана методика управления распределением плотности смеси и минимизации затрат энергии при уплотнении, путем устранения бокового перетекания смеси при уплотнении.

4. Предложены критерии для оценки образования пористости в отливке в условиях:

- нестационарного теплообмена с учетом длины двухфазной зоны и времени затвердевания;

- малой интенсивности теплообмена отливки с формой в виде параметрической связи с приведенным размером; экспериментально определены предельные значения критерия для стального литья.

5. Разработана методика, основанная на применении параметрического критерия, для расчета на ранних стадиях проектирования необходимого количества дополнительных элементов питания отливок, которые предотвращают образование горячих трещин в отливках.

6. Разработана методика определения критических значений новых критериев, обеспечивающая непрерывность фильтрационного питания фасонных отливок.

7. Разработана единая упруго-вязкопластическая реологическая модель для расчета уплотнения СПГС в опоке, теплообмена затвердевающей отливки с формой и ее напряженно-деформированного состояния при затрудненной усадке.

8. Разработан обобщенный параметрический критерий оценки вероятности образования бездефектных зон в песчаной форме и затвердевающей отливке, основанный на отношении протяженности бездефектной области к ее приведенному размеру.

9. Разработана методология проектирования технологического процесса изготовления фасонных литых заготовок в песчаных формах с заданными служебными свойствами на основе предложенной единой реологической модели и новых критериальных зависимостей.

Практическая значимость:

- разработан новый способ изготовления разовых литейных форм из сырых песчано-глинистых смесей и оснастка для его осуществления;

- разработан пакет программ для расчета уплотнения СГТГС на формовочных машинах;

- разработан критерий для определения длины зоны питания прибылей, с помощью которого можно на начальных этапах разработки техпроцесса (не прибегая к компьютерному моделированию) рассчитывать необходимое количество прибылей;

- разработана методология совместного использования новых критериальных решений и систем моделирования литейных процессов с целью получения требуемых служебных свойств отливок и эффективности технологической подготовки процессов гравитационными методами литья;

- разработанные программы и методики расчета уплотнения смеси на встряхивающих и прессово-встряхивающих формовочных машинах опробованы в конструкторском бюро АО «НИИлитмаш», г. Москва и в вычислительном центре «Уралвагонзавода», г. Н. Тагил;

- результаты работы в виде математических моделей, методик расчета уплотнения СГТГС и пористости в отливках и методических указаний к практическим занятиям используются в учебном процессе на кафедре «Литейные технологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана в ряде курсов лекций, а также курсовом и дипломном проектировании.

Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов.

В первой главе приведен литературный обзор существующих методик расчета уплотнения смеси в форме. Дан анализ методик расчета прибылей и критериев образования усадочной пористости в отливках.

Во второй главе изложено экспериментальное исследование деформирования формовочной смеси при ударном нагружении.

В третьей главе показана разработанная математическая модель уплотнения смеси в форме. Представлены пути повышения качества уплотнения смеси.

В четвертой главе показаны расчеты зоны питания прибылей, разработка критериев для расчета образования усадочной пористости в отливках и длины зоны питания прибылей.

В пятой главе приведено описание влияния деформаций расплава в двухфазной области на образование усадочных дефектов.

В шестой главе представлены универсальный критерий оценки бездефектных зон и реологическая модель, описывающая поведение смеси при уплотнении, расплава при затвердевании, напряжений в расплаве при растяжении двухфазной области.

В седьмой главе показаны примеры расчетов параметров техпроцесса, обеспечивающих получение плотных отливок без горячих трещин.

Глава 1. АНАЛИЗ КОМПЛЕКСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СПОСОБОВ УПЛОТНЕНИЯ СМЕСИ И УСТРАНЕНИЯ УСАДОЧНЫХ ДЕФЕКТОВ И ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН В ОТЛИВКАХ

1.1. Взаимосвязь процессов, протекающих при уплотнении смеси в форме и формировании усадочных дефектов и горячих трещин в отливках

Прежде всего, необходимо дать развернутое пояснение тому, что в работе предлагается рассмотреть такие разные по своей физической природе процессы, как уплотнение смеси и затвердевание отливки.

Представим техпроцесс изготовления отливки в виде графа, изображенного на Рис. 1.1.

Представленная на Рис. 1.1 схема есть ни что иное, как структурно-логическая модель техпроцесса изготовления отливки [96]. В этой модели первые две операции - изготовления формы и приготовление расплава, являются предварительным этапом. Затем следует окончательный этап формирования литого изделия - заполнение расплавом полости литейной формы и затвердевание отливки в форме. И, наконец, после ряда финишных операций (удаление литниково-питающей системы, обрубки, зачистки,

термообработки и т.п.) получают отливку, которая должна обладать заданными служебными свойствами.

Вейник А.И. отмечал «...подготовительный этап однозначно определяет характер протекания процесса формирования отливки (окончательный этап), а окончательный этап однозначно определяет свойства отливки». Со своей стороны добавим: служебные свойства отливки. Также Вейник А.И. отмечал то, что «...операции, составляющие подготовительный этап, есть именно то основное средство, с помощью которого технолог может воздействовать на ход течения процесса формирования, а, следовательно, и на качество отливки».

Таким образом, литейная форма, изготовленная путем уплотнения СГТГС, оказывает существенное влияние на формирование служебных свойств отливки.

Действительно, управляя податливостью песчаной формы (путем изменения степени ее уплотнения), мы можем управлять как величиной, так и распределением напряжений, возникающих в отливке, тем самым, предотвращая возможность возникновения горячих трещин в отливке.

Управляя степенью уплотнения песчаной формы, мы управляем, с другой стороны, тремя основными теплофизическими характеристиками формы, которые определяют характер затвердевания отливки в форме. Эти параметры - плотность, теплопроводность и удельная теплоемкость формы.

Следовательно, имея в руках набор знаний и умений по управлению распределением плотности смеси по объему формы, мы получаем возможность более эффективно влиять на усадочные процессы и напряженно-деформированное состояние отливки в процессе ее затвердевания в литейной форме. Рассмотрению вопросов кристаллизации сплавов в литейной форме, влияния теплофизических свойств сплавов на характер затвердева-

ния и образования литейных дефектов в последние годы посвящен целый ряд учебных пособий для студентов литейных специальностей [176 - 179].

Второй объединительной чертой столь разнохарактерных процессов является то, что для их изучения предлагается использовать единый критериальный подход, который позволяет применить знания, полученные при изучении поведения смеси при уплотнении, к изучению особенностей формирования усадочной пористости и горячих трещин в отливках.

И, наконец, третья объединительная черта - процессы уплотнения смеси в форме, усадка отливки и горячие трещины рассматриваются с единой позиции как сложные системы, для изучения которых предлагается использовать, в том числе, и положения системотехники.

1.2. Анализ уплотнения сырых песчано-глинистых смесей

1.2.1. Варианты методик для расчета уплотнения смеси в форме

Все существующие методики расчета можно условно разбить на три группы. К первой группе относятся методы расчета, в которых используются эмпирические зависимости между величиной плотности смеси и величиной внешней нагрузки. Ко второй группе можно отнести методики, в которых даны рекомендации по величине внешней нагрузке и характеру ее приложения, обеспечивающие заданное качество уплотнения. Методики третьей группы - математические модели, описывающие уплотнение смеси под действием внешних нагрузок.

Все методики в той или иной степени отражают положения теории уплотнения песчаных смесей. Как и всякая теория, теория уплотнения песчаных смесей (далее просто смесей), есть система научных принципов, идей, обобщающих практический опыт и отражающих закономерности природы.

Система научных принципов или обобщенных положений позволяет объяснить сущность явлений, происходящих в смеси при ее уплотнении внешними нагрузками.

Знать - значит уметь. Чем полнее система обобщенных положений об особенностях механизма уплотнения смеси, тем легче решить главную задачу технологии изготовления форм - получить качественную форму с минимальными затратами энергии и времени.

Сформулируем основные положения теории уплотнения.

1. Чистота поверхности, размерная и массовая точность отливок, изготовленных литьем в разовые формы, зависят от распределения плотности смеси по объему формы.

2. Между величиной плотности смеси и величиной приложенной внешней нагрузки существует однозначная зависимость.

3. Смесь при уплотнении ведет себя как упруго-вязкий сжимаемый материал.

4. Поведение смеси при уплотнении рассматривается на феноменологическом уровне.

Первое основное положение теории уплотнения дает возможность для оценки качества формы использовать только одну ее характеристику -плотность смеси. Остальные основные положения служат для создания расчетных методик, с помощью которых можно установить связь между распределением плотности смеси в форме и величиной приложенной внешней нагрузки.

Одной из первых расчетных методик можно по праву считать эмпирическую зависимость средней плотности смеси в форме р от величины

давления прессования Р (получившее название уравнения прессования), предложенную Н.П. Аксеновым [2].

Рср=\ + С-Р0 25 , ( 1 . 1 )

где С - коэффициент уплотняемости, зависящий от высоты столба смеси в форме.

В дальнейшем целый ряд исследователей внес дополнения и уточнения в эту зависимость, расширив тем самым границы ее применения.

Для уплотнения смеси встряхиванием Н.П. Аксенов [2] предложил другую зависимость р от параметров внешнего нагружения.

Рср = \ + К-а°\ (1.2)

где К - коэффициент уплотняемости смеси при встряхивании, равный 0,35 - 0,55; а - удельная работа в кгс-дм на 1см2. Значение а находится из уравнения

а = (1.3)

г

где 0 " вес смеси в опоке, кгс; - площадь опоки см2, И - высота

подъема встряхивающего стола; п - количество ударов встряхивающего стола; г|(| - коэффициент использования потенциальной энергии встряхивающего стола при его падении.

В уравнениях (1.1) и (1.2) смесь представляет собой «черный ящик» -свойства смеси при уплотнении не учитываются. Первую попытку учесть свойства смеси сделал П.Н. Аксенов [2]. В полученном им уравнении прессования использовалась такая характеристика смеси, как постоянная модуля сжатия смеси при ее уплотнении. Затем Г.Ф. Баландин [3,4] сделал очень важный для теории уплотнения смеси вывод - смесь при уплотнении ведет себя как упруго-вязкий сжимаемый материал. Г.Ф. Баландин получил ряд новых аналитических уравнений прессования, которые учитывали как упругие, так и вязкие свойства смеси и устраняли неточности аналитического уравнения П.Н. Аксенова.

По мере накопления опыта изготовления форм становилось все более очевидно, что знание р недостаточно, чтобы получить качественную

форму. Н.П. Аксенов предложил для оценки качества формы эмпирическое уравнение «идеальной» кривой уплотнения [5]. В уравнении идеальной кривой плотность смеси р зависит от гидростатического давления металла, действующего на стенки формы при заливке. Согласно этому

уравнению, р должна быть максимальна на ладе формы, и нелинейно убывать к контрладу.

Получить данное распределение р по высоте формы на практике удалось при создании комбинированного метода уплотнения - предварительного встряхивания с последующим доуплотнением верхних слоев смеси прессованием.

Не все исследователи поддержали точку зрения Н.П. Аксенова на требуемый характер распределения р по высоте формы. Однако целый ряд публикаций, в которых дан анализ опыта изготовления форм одним из перспективных способов уплотнения - импульса воздушного давления, подтвердил правильность утверждения Н.П. Аксенова.

Используя понятие «идеальной» кривой уплотнения и производственный опыт изготовления форм со сложными по конфигурации моделями, можно сформулировать два критерия качества формы:

- распределение плотности смеси по высоте формы определяется величиной гидростатического давления расплавленного металла, действующего на стенки формы при заливке;

- плотность смеси в горизонтальных сечениях формы должна быть равномерной и равной технологически заданной.

Определить технологически необходимое значение плотности смеси в форме можно, используя понятие относительной плотности смеси ротн,

значение которой определяется отношением текущей плотности смеси р к максимально возможной рисп для смеси данного состава [2,6]. Значение рот„, при котором достигается заданное качество формы, рекомендуется в пределах 0,85 - 0,9. Способ определения ршп изложен в работе [2]. Полученное значение рйШ(( дает нам значение плотности смеси на ладе формы. Для нахождения необходимого значения плотности смеси по высоте формы можно воспользоваться уравнением идеальной кривой.

Полученные аналитические уравнения прессования и встряхивания не позволяют определить распределение плотности смеси по объему формы.

В работе [2] П.Н. Аксенов предложил аналитический метод расчета вертикальных сжимающих напряжений в смеси по высоте формы при прессовании и встряхивании. В основу метода положены решения уравнений равновесия внешних сил и реакции смеси с учетом сил внешнего трения. Силы внешнего трения определяются с помощью коэффициента бокового давления, значение которого принимается постоянным для смеси данного состава.

Используя аналитический метод расчета П.Н. Аксенова, можно определить значение вертикальных сжимающих напряжений в смеси по высоте формы при встряхивании и прессовании. Далее, воспользовавшись уравнением прессования типа (1.1), определяется распределение плотности смеси по высоте формы, т.к. уравнение прессования устанавливает связь между давлением (напряжением) и плотностью смеси.

Данная методика явилась несомненным шагом вперед по сравнению с уравнениями прессования (1.1) и встряхивания (1.2). Однако в ней полностью отсутствует связь плотности смеси с геометрией конкретной модели и механизм возникновения сжимающих напряжений в смеси в процессе ее уплотнения.

Дальнейшее развитие теории уплотнения шло в нескольких направлениях:

- экспериментальное исследование поведения смеси при уплотнении в форме с моделями;

- определение условий (требований), обеспечивающих получение качественных форм;

- разработка математических моделей, описывающих уплотнение смеси и рабочий процесс формовочных машин.

Л.Е. Комаров в своей работе [7] показал, что неравномерность уплотнения смеси по высоте формы при прессовании связана с внешним трением смеси о стенки модели и опоки, и зависит от отношения высоты модели или опоки Н и расстояния между стенками моделей и опоки В. Это отношение получило название критерия сложности формы Кф = Н/ В. Чем

больше значение Кф, тем сложнее форма. Для уплотнения смеси прессованием плоской плитой значение Кф, при котором достигается требуемое качество формы, составляет порядка 1... 1,2.

Г.М. Орлов, исследуя уплотнение смеси при прессовании плоской плитой, установил [8], что главной причиной неравномерного уплотнения смеси в горизонтальных сечениях формы является недостаточная текучесть смеси, т.е. способность смеси перетекать из зон повышенной плотности в зоны с пониженной плотностью. Для оценки текучести смеси Г.М. Орлов предложил специальную технологическую пробу.

Выводы.

1. Для оценки качества формы можно использовать одну характеристику - распределение плотности смеси по объему формы.

2. Аналитические методики, связывающие значение плотности смеси с величиной внешней нагрузки, получены только для простейших случаев уплотнения - встряхивание и прессование плоской плитой.

3. Наиболее перспективный путь для получения связи между значением плотности смеси и величиной внешней нагрузки - это создание математических моделей, описывающих рабочий процесс формовочного оборудования и уплотнение смеси под действием внешней нагрузки.

1.2.2. Особенности реологических моделей для формовочных смесей

В работах [9] показано, что для моделирования поведения смеси при уплотнении применяются самые различные способы. Многообразие модельных представлений можно объяснить тем, что [10, стр.6] «все модели

отражают действительность только приближенно и только в некоторой области; уточнение, усложнение, новое моделирование или в известном смысле упрощение существующих моделей - это постоянный процесс, связанный с научным прогрессом». В последнее время при моделировании все больше и больше используются приемы и методы, развитые в механике сплошной среды, где в частности говорится [11, стр.158] «построение новых моделей сплошных сред - важный раздел механики. Он носит название реологии». М. Рейнер [12] отмечает, что реология - это раздел физики, изучающий деформации материалов. В литейном производстве впервые поведение смеси при уплотнении с позиций реологии было рассмотрено в работах Г.Ф. Баландина и В.И. Семенова. После серии специальных экспериментов по изучению деформации смеси в условиях чистого сдвига [13], ими была предложена пятиэлементная упруго-вязко-пластическая модель формовочной смеси и определены зависимости реологических параметров модели от плотности смеси. На Рис. 1.1 показаны типичные кривые течения смеси в условиях чистого сдвига [13].

Рис. 1.2. Изменение деформации смеси под действием постоянной нагрузки

Реологические свойства определялись по кривой изменения деформации смеси у во времени под действием постоянной нагрузки. На Рис. 1.2.

показаны два вида нагружения. Кривая 1 соответствует поведению смеси в упруговязкой области, т.к. при снятии нагрузки деформации возвращаются в нуль. Кривая 2 соответствует нагрузке, при которой происходят необратимые деформации сдвига. На Рис. 1.3 показана механическая модель, соответствующая поведению смеси при чистом сдвиге [13].

На Рис.1.3 обозначены: С, и - модули упругости 2-го рода; л, -псевдовязкость Кельвина [14]; г), - пластическая вязкость; хт - предел пластичности при чистом сдвиге. Связь между напряжениями и деформациями описывается системой уравнений (1.4):

Г

3 п

Рис. 1.3. Механическая модель смеси

т = у2С2 + п,У2

[О и у,=0, т<т

< з 3

(1.4)

У- — 1 1

-•(т-тт), т > т

т

ИЪ

У = У, +У2 + Уз

где у(, /=1,2,3 - деформация сдвига соответствующего реологического тела; у, и у, - скорости деформации сдвига; т - текущее напряжение сдвига.

Данная модель является основной в теории уплотнения. С ее помощью можно рассчитать напряженное состояние в смеси и определить начало пластического течения по условию предельного равновесия.

На основании работ [8,13] можно сформулировать требования к смеси и внешней нагрузке, выполнение которых обеспечивает заданное качество уплотнения:

- смесь должна обладать повышенной текучестью;

-минимальные затраты энергии для достижения пластического течения смеси имеют место при одноосном сжатии (вертикальное сжатие с возможностью бокового расширения).

Однако повышение качества уплотнения смеси за счет увеличения текучести смеси имеет явное ограничение. Повышать текучесть смеси можно только до тех пор, пока смесь продолжает вести себя при уплотнении как тело, прочность которого достигается за счет воздействия внешней механической нагрузки. Если же продолжать увеличивать текучесть смеси, то можно получить хорошо известный способ изготовления форм с помощью жидкоподвижных смесей. Но в этом способе окончательная прочность формы достигается уже не механическим, а химическим путем и в рамки рассматриваемой теории не укладывается.

Реологический подход для описания поведения смеси при уплотнении оказался плодотворным и целый ряд исследователей предложил свои реологические модели.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Коротченко, Андрей Юрьевич, 2014 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки. В 2-х мастях. 4.1. М.: Машиностроение. 1976. 328 с.

2. Аксенов П.Н. Оборудование литейных цехов. М.: Машиностроение. 1977. 510 с.

3. Баландин Г.Ф. Уравнения уплотнения форм прессованием // Известия вузов СССР, Машиностроение. 1967. №9. С. 163-168.

4. Баландин Г.Ф. К теории уплотнения литейных форм // Науч. доклады высшей школы, Машиностроение и приборостроение. 1958. №3. С. 122131.

5. Гельцель В.А., Половинкин П.И., Чунаев М.В. Конструкция и расчет формовочных машин. М.: Машгиз. 1950. 282 с.

6. Орлов Г.М. Автоматизация и механизация процесса изготовления литейных форм. М.: Машиностроение. 1988. 264 с.

7. Комаров Л.Е. Процесс уплотнения форм прессованием // Теория формовки, труды 6 совещания по теории литейных процессов. М.: изд-во Академии наук СССР. 1961. С. 128-135.

8. Орлов Г.М. Текучесть формовочных смесей // Теория формовки, труды 6 совещания по теории литейных процессов. М.: изд-во Академии наук СССР. 1961. С.64-72.

9. Гуляев Б.Б., Корнюшкин O.A., Кузин A.B. Формовочные процессы. Л.: Машиностроение. 1987. 264 с.

10. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т. 1 - 3-е изд., перераб. М.: Наука. 1976. 536 с.

1 1. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т.2 - 4-е изд., перераб. М.: Наука. 1984. 560 с.

12. Рейнер М. Реология. М.: Наука. 1965. 224 с.

13. Баландин Г.Ф.. Семенов В.И. Структурно-механические свойства формовочной смеси // Труды 12 совещания по теории литейных процессов, М.: Наука. 1968. С. 15-22.

14. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки: учебное пособие для вузов. М.: Машиностроение. 1979. 4.2. 335 с.

15. Орлов Г.М. Теоретические основы и исследование процесса уплотнения литейных форм прессованием: Автореферат дисс. ... д-ра техн. наук. Москва. 1971. 49 с.

16. Минаев Г.И. Прочность и текучесть ненагретых песчано-глинистых смесей: дисс. ... канд. техн. наук Москва. 1977. 275 с.

17. Прагер В., Ходж Ф.Г. Теория идеально пластических тел. М.: Изд-во иностр. лит. 1956. 398 с.

18. Орлов Г.М. Механизм динамического уплотнения форм // Литейное производство. 1983. №7. С. 3-5.

19. Орлов Г.М. Математическое моделирование на ЭВМ процесса импульсного уплотнения форм // Литейное производство. 1985. №11. С. 1516.

20. Карпов Ю.И. Расчет деформационных параметров формовочной смеси при динамическом их нагружении // Межвузовский сб. науч. тр. -Волгоград: Волгогр. НИ. 1977. вып. 9. С. 58-63.

21. Белл Дж.Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел. М.: Наука. 1984. 4.2. 432 с.

22. Григорян С.С. Об основных представлениях динамики грунтов // Прикладная математика и механика. 1960. Т.24, вып. 6. С. 1057-1072.

23. Котляревский В.А., Румянцева P.A., Чистов А.Г. Расчеты удара штампа по грунтовому массиву с использованием различных моделей уп-ругопластических сред в условиях плоской деформации // Механика твердого тела. 1977. №5. С. 132-146.

24. Ляхов Г.М., Пачепский Я.А. Об учете вязких и пластических свойств при решении волновых задач // Прикладная механика и техническая физика. 1973. №2. С. 114-120.

25. Ляхов Г.М. Волны в грунтах и пористых многокомпонентных средах. М.: Наука. 1982. 288 с.

26. Матвеенко И.В, Иванов Е.И. Деформационные свойства формовочных смесей при сложном напряженном состоянии // Литейное производство. 1977. №10. С. 17-18.

27. Матвеенко И.В., Иванов Е.И., Резчиков Е.А. Реологические испытания формовочных смесей // Литейное производство. 1977. №12. С.1 1-12.

28. Матвеенко И.В., Иванов Е.И. Метод теоретического определения параметров процесса уплотнения форм // Литейное производство. 1982. №7. С. 18-20.

29. Анализ реологических уравнений уплотнения сыпучей сжимаемой среды импульсной нагрузкой / И.В. Матвеенко [и др] // Вестник машиностроения. 1985. №12. С.54-57.

30. Семенов В.И. Теоретические основы выбора рациональных методов уплотнения форм прессованием: дисс. ... канд. техн. наук. Москва. 1965. 118 с.

31. Мельников В.В., Рыков Г.В. О влиянии скорости деформирования на сжимаемость лессовых грунтов // Прикладная механика и техническая физика. 1965. №2. С. 158-160.

32. Об упругих свойствах песчано-глинистых смесей при статическом и динамическом нагружении / А.И. Горский [и др] // Литейное производ-сво. 1968. №12. С.22-25.

33. Мамбеталиев Т.С. Исследование и разработка встряхивающего механизма с регулируемым ударным импульсом: дисс. ...канд. техн. наук. Москва. 1982. 229 с.

34. Болдин А.Н. Разработка и внедрение способа уплотнения сложных форм на прессово-встряхивающих формовочных машинах: дисс. ...канд. техн. наук. Москва. 1985. 327 с.

35. Баландин Г.Ф. К теории уплотнения формовочных смесей // Инженерно-физический журнал. 1958. Т. 1, №9. С. 63-73.

36. Рауш Э. Фундаменты машин. М.: Стройиздат. 1965. 420 с.

37. Прокопенков A.A., Кваша Ф.С. Анализ дефектов отливок на прессовой и встряхивающей с подпрессовкой автоматических линиях // Литейное производство. 1972. №8. С.44.

38. Мутилов В.Н. Упругие свойства формовочной смеси // Литейное производство. 1974. №1. С.30-31.

39. Экспериментальные исследования сжимаемости песчаных грунтов и условия пластичности при кратковременных динамических нагрузках / А.И. Котов [и др.] // Прикладная механика и техническая физика. 1976. №5. С. 140-146.

40. Степанов A.A., Гуляев Б.Б.. Абрамов И.П. Механические свойства ненагретых песчано-глинистых формовочных смесей // Тр. 12 совещания по теории литейных процессов. М.: Наука. 1968. С.93-101.

41. Гуляев Б.Б. Проблема усадочных процессов в металлах. // Сборник Усадочные процессы в металлах. Труды третьего совещания по теории литейных процессов. М.: изд-во Академии наук СССР. 1960.

42. Постнов Л.М., Гуляев Б. Б. Осевая усадочная пористость в стенках стальных отливок. // Сборник Усадочные процессы в металлах. Труды третьего совещания по теории литейных процессов. М.: изд-во Академии наук СССР. 1960.

43. Rappaz M. Microporosity. - Ecole Polytechnique Federal de Lausanne Department of materials.- MX-G, CH-1015 Lausanne. - Switzerland.

44. Steel Founders' Society of America. Feeding and Risering Guidelines-for Steel Castings. Steel Founders' Society of America. 2001.

45. H.F. Bishop, E.T. Myskowski and W.S. Pellini. A Simplified Method for Determining Riser Dimensions. AFS Transactions. 1955. Vol. 63. pp. 271281.

46. W.D. Spiegelberg. Computation of Solidification Gradients in Cast Steel Sections, Ph.D. Thesis, Department of Metallurgy and Materials Science, Case Western Reserve University. 1970.

47. Кремер M.А. Бюллетень литейщика. № 1-2. 1945.

48. Рыжиков А.А. Улучшение качества отливок. М.: Машгиз. 1952.

49. Рыжиков А.А. Теоретические основы литейного производства. М.: Машгиз. 1954.

50. Руссиян С.В., Баранов И.А., Голованов Н.Н. и др. Проектирование технологических процессов литейного производства. М.: Машгиз. - 1951.

51. Василевский П.Ф. Стальные отливки. М.: Машгиз. 1950.

52. Гуляев Б.Б. Затвердевание и неоднородность стали. М.: Метал-лургиздат. 1950.

53. Пржибыл И. Затвердевание и питание отливок. М.: Машгиз. 1957.

4

54. Ипатов Н.К., Фатеев В.А. // Литейное производство. 1956. №7.

55. Рабинович Б.В. // Сборник Затвердевание металлов. М.: Машгиз. 1958.

56. Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок / Н.М. Галдин, В.В. Чистяков, А.А. Шатульский; Под общ. ред. В.В. Чистякова. М.: Машиностроение. 1992. 256 с.

57. Final Technical Report. Yield improvement and Defect Reduction in Steel Casting/ Christoph Beckermann. The University of Iowa. Iowa City. Iowa 52242. Project Period: December 1. 2001 through November 30. 2004.

58. Piwonka T.S. Metalcasting competitiveness research. Final report. August 1994.

59. J.T. Berry, R. Luck, B. Zhang, and R.P. Taylor. The Effects of Applied Pressure During Feeding on the Fatigue Properties of Critical Cast Aluminum

Alloy Components. June 2003. Department of Mechanical Engineering Mississippi State University.

60. S. Viswanathan, C.D. Nelson Prediction of microporosity in shrouded impeller castings. September 1998. CRADA Final Report.

61. Гастев В.А. Краткий курс сопротивления материалов. М.: Наука. 1977.456 с.

62. Баландин Г.Ф. Литье намораживанием. М.: Машгиз. 1962. 263 с.

63. Коротченко А.Ю. Разработка методики расчета на ЭВМ параметров уплотнения песчаных форм и ее внедрение при создании встряхиваю-щее-прессовых узлов формовочных машин: дисс. ...канд. техн. наук. Москва. 1988. 234 с.

64. Волкомич А.А. Основные требования к смесям и материалам моделей для прессования // Литейное производство. 1972. №1. С. 27-32.

65. Matsuura М.. Katashima S. Effect of jolt impact on molding sand compaction // Jmono. Journal of the Japan Foundrymen's Society. 1982. V. 54. № 10. pp. 675-680.

66. Boenisch D. Resonderheiten der Gasdruckverdichtung von Nassgussanden. Teil I //Giesserei. 1982.69. №21. S. 593-598.

67. Способ уплотнения зернистых формовочных смесей. Патент 672270 Швейцария, МКИ В 22С 15/28.

68. Патент 671349 Швейцария, МКИ В 22С 15/22.

69. Баландин Г.Ф. Теория формирования отливки: Учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 1998. 360 с.

70. Красников Н.Д. Динамические свойства грунтов и методы их определения. Л.: Изд-во лит. по стр-ву. 1970. 240 с.

71. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М.: Наука. 1980. 272 с.

72. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. - М.: Мир. 1980. 610 с.

73. Флеминге М. Процессы затвердевания. М.: Мир. 1977. 423 с.

74. Вайнгард У. Введение в физику кристаллизации металлов. М.: Мир. 1967. 160 с.

75. База данных для сплавов пакета прикладных программ Flow-3D.

76. A.J. Duncan, Q. Han, S. Visvvanathan Liquid permeability measurements in solidifying aluminum-copper alloys. - Metals and Ceramics Division Oak Ridge National Laboratory. 1999.

77. S. Viswanathan, A. S. Sabau, Q. Han, A. J. Duncan, W. D. Porter, and R. B. Dinwiddie Design and product optimization for cast light metals. - Oak Ridge National Laboratory Oak Ridge, Tennessee 37831. March 2001.

78. F. C. Chang, H. L. Tsai Modeling of the formation of microporosity in alloys. - Submitted to 1993 CAAPCON Conference, Chicago, Illinois, July 2-5, 1993. - Session on Industrial Science and Technology

79. Огородникова O.M., Мартыненко С.В., Грузман В.М. Прогнозирование кристаллизационных трещин в стальных отливках // Литейное производство. 2008. №10. С.29-34.

80. С. Midea, М. Burns, М. Schneider, I. Wagner Advanced thermo-physical data for casting process simulation - the importance of accurate sleeve properties // Foundry Research / Giessereiforschung, volume 59 (2007). issue №1, page 34-43.

81. Справочное руководство пакета программ «Полигон».

82. Дубицкий Г.М., Сафаров P.LL1. Исследования объемной усадки алюминиево-кремниевых сплавов. В сборнике Литейные свойства металлов и сплавов. Труды одиннадцатого совещания по теории литейных процессов. М.: Наука. 1967.

83. Физические величины: Справочник/ А.П. Бабичев, FI.A. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат. 1991. 1232 с.

84. Гуляев Б.Б. Теория литейных процессов. J1: Машиностроение. 1976. 214 с.

85. М. Rappaz, J.-M. Drezet, М. Gremaud A New Hot-Tearing Criterion //Metallurgical and Materials Transactions A. Volume 30A. February 1999. pp. 449-455.

86. J. Campbell Castings. Butterworth-Heinemann, Oxford, United Kingdom, 1991.

87. S. Lin, C. Aliravci, M.O. Pekguleryuz Hot-Tear Susceptibility of Aluminum Wrought Alloys and the Effect of Grain Refining //Metallurgical and Materials Transactions A. Volume 38A. May 2007. pp. 1056 - 1068.

88. E. Niyama, T. Uchida, M. Morikawa, and S. Saito. A Method of Shrinkage Prediction and Its Application to Steel Casting Practice, Am. Foundry-men's Soc. Int. Cast Met. J. 1982. vol. 7(3). pp. 52-63.

89. W. Kurz, D.J. Fisher. Fundamentals of solidification, Trans. Tech. Publication, 3 Edition. 1989.

90. T.W. Clyne, W. Kurz. Solute Redistribution During Solidification with Rapid Solid State Diffusion. Metall. Trans. A. 1981. vol. 12A. pp. 965-971

91. H. D. Brody, V.C. Flemings: Trans. TMS-AIME. 1966. vol. 236. pp. 615.

92. G.H. Gulliver. The quantative effect of rapid cooling upon the constitution of binary alloys. The Journal of the Institute of Metals. 1913. vol. 9. pp. 120-157.

93. E. Scheil. Bemerkungen zur Schichtkristallbildung, Zeitschrift für Metallkunde 1942. Bd. 34. S. 70-2.

94. J.L. Murray. The Al-Cu System, Rev., Int. Met. 1985. vol. 30. pp. 211233.

95. Неуструев A.A., Моисеев B.C., Смыков А.Ф. Разработка САПР технологических процессов литья. М.: ЭКОМЕТ. 2005. 216 с.

96. Норенков H.П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2009. 430 с.

97. Википедия. Режим доступа: http://ru.\\ ikipcdia.org/wiki/ (дата обращения 10.12.2013)

98. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ие. 1985. 199 с.

99. Назаратин В.В. Технология изготовления стальных отливок ответственного назначения. М.: Машиностроение. 2006. 234 с.

100. Большой энциклопедический словарь. Режим доступ?: http:/ WW w .vedu.ru/biaencdic7 (дата обращения 10.12.2013).

101. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа. 1967. 600 с.

102. Реология. Теория и приложения (под редакцией Эйриха Ф.). М.: изд-во Иностр. лит-ры. 1962. 824 с.

103. Шорр Б.Ф., Мельникова Г.В. Расчет конструкций методом прямого математического моделирования. М.: Машиностроение. 1988. 160 с.

104. Способ изготовления разовых литейных форм из сырых песчано -глинистых смесей и оснастка для его осуществления: патент 2069474 РФ /А.Ю. Коротченко, Г.Ф. Баландин, O.A. Беликов и др. 1996. Бюлл. №32.

105. Способ гравитационного литья фасонных отливок: патент 2444415 РФ. / А.Ю. Коротченко 2012. Бюлл. №7.

106. Коротченко А.Ю. Критерии образования усадочной пористости в отливках // Литейщик России. 2010. №4. С.43-47.

107. Kent D. Carlson, Zhiping Lin. Christoph Beckermann, George Ma-zurkevich, and Marc C. Schneider. Modeling of porosity formation in aluminium alloys. Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes - XL Edited by Charles-André Gandin and Michel Bellet TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2006. pp. 627 -634.

108. G. Backer, Q. G. Wang Microporosity Simulation in Aluminum Castings Using an Integrated Pore Growth and Interdendritic Flow Model // AFS Trans. Vol. 38B, 2007. pp. 533-540.

. 109. V.P. Monastyrskiy Modeling of Porosity Formation in Ni-based Superalloys // Proceedings of the 8th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting and Solidification Process (MCSP8-2010), Edited by Jeong-Kil Choi, et. al. pp. 89-95.

110. Автомодельное приближение в модели образования газовой микропористости в расплаве Al-Si / Д.А. Федосимов [и др.] // вестник Удмуртского университета. Физика. Химия. Вып. 1, 2011. С. 51-62.

111. Н. Meidani, J.-L. Desbiolles, A. Jacot, М. Rappaz Three-dimensional phase-field simulation of micropore formation during solidification: Morphological analysis and pinching eject// Acta Materialia. 60 (2012). pp. 2518-2527.

112. Niels Skat Tiedje, John A. Taylor, Mark A. Easton. A new multi-zone model for porosity distribution in Al-Si alloy castings // Acta Materialia. 61 (2013). pp. 3037-3049.

1 13. J. Campbell. Pore Nucleation in Solidifying Metals // The Solidification of Metals, The Iron and Steel Institute, London. 1968. pp. 18-26

114. Richard J. Fruehan, Prince N. Anyalebechi // Gases in Metals, ASM Handbook. 2008. Vol. 15: Casting, pp. 64-73.

1 15. W. J. Jackson, M.W. Hubbard. Steelmaking for steelfounder. Sheffield. 1979. 335p.

116. R. Monroe Porosity in Castings // American Foundry Society, Schaumburg, IL USA. 2005. Paper 05-245(04).

117. Siddhartha Misra, Yun Li, II Sohn Hydrogen and Nitrogen Control in Steelmaking // U.S. Iron & Steel Technology. 2009. November, pp.43-52.

1 18. Нехендзи Ю.А. Стальное литье. M.: гос. науч-техн. изд-во лит-ры по черной и цветной металлургии. 1948. 766 с.

119. Рыжиков A.A. Теоретические основы литейного производства. М. - Свердловск: гос. науч-техн. изд-во маш. лит-ры. 1961. 447 с.

120. Сенопальников В.М., Лубенец Г.А., Сивков В.Л. Управление процессами затвердевания слитка спокойной стали. Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т. 2009. 128 с.

121. Эльдарханов A.C., Ефимов В.А., Нурадинов A.C. Процессы формирования отливок и их моделирование. М.: Машиностроение. 2001. 208 с.

122. Журавлев В.А. Затвердевание и кристаллизация сплавов с гетеропереходами. - М.-Ижевск. - НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований. - 2006. - 560 с.

123. Пикунов М.В. Плавка металлов, кристаллизация сплавов, затвердевание отливок: Учебное пособие для вузов. М.: МИСиС. 2005. 416 с.

124. Василевский П.Ф. Технология стального литья. М.: Машиностроение. 1974. 408 с.

125. Чуркин Б.С. Теория литейных процессов: Учеб./Под ред. Э.Б. Гофмана. Екатеринбург. 2006. 454 с.

126. Лакадемонский A.B., Кваша Ф.С., Медведев Я.И. и др. Литейные дефекты и способы их устранения. М.: Машиностроение. 1972. 152 с.

127. Горн Э.П. Исследование теплофизических и усадочных характеристик сплавов и материалов формы для компьютерного моделирования процесса формирования стальных отливок: дис. ... канд. техн. наук. С. -Петербург. 2004. 170 с.

128.Сивков В. Л. Разработка процессов управления затвердеванием литых заготовок с целью уменьшения дефектов усадочного характера и повышения выхода годного металла: дис. ... д-ра техн. наук. Н. Новгород. 2005. 252 с.

129. Кац Э.Л. Технологические процессы управления затвердеванием при литье лопаток газовых турбин: дис. ... д-ра техн. наук. Москва. 1986. 555 с.

130. Неуструев А.А. Формализация условий фильтрационного питания литых заготовок. // Обработка легких и специальных сплавов. Сб. ВИЛС. М. 1996. С.228-238.

131. Смыков А.Ф. Развитие теории, разработка и внедрение автоматизированного проектирования технологических процессов литья по выплавляемым моделям газотурбинных лопаток: дис. ... д-ра техн. наук. Москва. 2005.389 с.

132. Токарев В.А., Неуструев А.А., Токарев А.И. Расчет зоны действия прибыли и размеров технологического напуска при литье сплавов в песчаные формы. // Прогрессивная технология и применение ЭВМ в литейном производстве. Ярославль. 1989. С.20-29.

133. Коротченко А.Ю. Новый критерий образования усадочной пористости в отливках // Заготовительные производства в машиностроении. 201 1. №9.

134. Коротченко А.Ю. Моделирование образования усадочных раковин в отливках // Литейщик России. 2009. №2.

135. Воробьев И.Л. Математическая теория кристаллизации отливок // Проблемы автоматизированного производства отливок. М.: Труды МВТУ. 1980. № 330. С. 31-51.

136. D. See, R. С. Atwood. P. D. Lee A comparison of three modeling approaches for the prediction of microporosity in aluminum-silicon alloys // Journal of Materials Science. 2001. №36. pp. 3423 - 3435.

137. A. Bahmani, N. Hatami, N. Varahram.P. Davami, M. O. Shabani A mathematical model for prediction of microporosity in aluminum alloy A356 // Int J Adv ManufTechnol. -2013. №64. pp. 1313-1321.

138. Коротченко А.Ю., Конышев А.В., Вербицкий В.И. Реологическая модель динамического уплотнения формовочной смеси // Литейное производство. 1989. №8.

139. Коротченко А.Ю. К вопросу образования горячих трещин в отливках // Литейщик России. 2011. №12.

140. Огородникова О.М., Пигина Е.В., Мартыненко C.B. Компьютерное моделирование горячих трещин в литых деталях // Литейное производство. 2007. № 2. С. 27-30.

141. Огородникова О.М. Напряженно-деформированное состояние металла в эффективном интервале кристаллизации // Литейное производство.

2012. №9. С. 21-23.

142. Макаренко К.В., Кузовов С.С., Лесюнина O.A. Механические аспекты образования в отливках горячих трещин // Литейное производство.

2013. №2. С. 5-8.

143. Баландин Г.Ф., Каширцев Л.П. Реологическое исследование тре-щиноустойчивости отливок во время их затвердевания // Литейное производство. 1978. № 1. С. 5-8.

144. Бочвар A.A., Свидерская З.А. О разрушении отливок под действием усадочных напряжений в период кристаллизации в зависимости от состава // Известия АН СССР, ОТН. 1947. № 3. С. 349-354.

145. Бочвар A.A., Рыкалин H.H., Прохоров H.H. К вопросу о горячих кристаллизационных трещинах при литье и сварке // Литейное производство. 1960. № 10. С. 47.

146. Монастырский A.B. Разработка методики расчета термических напряжений в фасонных отливках и их автоматизированного моделирования для гравитационных методов литья: дис. ... канд. техн. наук. - Москва. 201 1. 146с.

147. J. Vero// Met. Ind. vol.48. 1936. pp. 431-494.

148. W.I. Pumphrey, P.H. Jennings // J. Inst. Met. vol. 75. 1948. pp. 235256.

149. H.F. Bishop, C.G. Ackerlind, W.S. Pellini // AFS Trans, vol. 60. 1952. pp. 818-833.

150. J.C. Borland // Br. Weld. J.vol. 7 (8). 1960. pp. 508-512.

151. Савейко B.H. // Литейное производство. 1961. № 11. С. 53-56.

152. C.S. Smith //Trans. AIME. 1949. vol. 185. pp. 762-769.

153. Прохоров H.H. Горячие трещины при сварке.M.: Машгиз. 1952.

224 с.

154. Новиков И.И. Горячеломкость цветных металлов и сплавов. М.: Наука. 1966. 300 с.

155. U. Feurer Quality Control of Engineering Alloys and the Role of Materials Science // Delft University of Technology, Delft, The Netherlands. 1978. pp. 131-145.

156. T.W. Clyne, G.J. Davies // Proc. Conf. Solidification and Casting of Metals, The Metals Society, London. 1979. pp. 275-278.

157. L. Katgerman // J. Met. 1982. vol. 34 (2). pp. 46-49

158. L. Katgerman // Light Metals, AIME, Warrendale, PA, USA. 1981. pp. 845-852.

159. M. Braccini, C.L. Martin, M. Suery // in Modeling of Casting Welding and Advanced Solidification Processes IX, P.R. Sahm, P.N. Hansen and J.G. Conley, eds., Shaker-Verlag, Aachen, Germany. 2000. pp. 18-24.

160. Воронин Ю.Ф., Воронин С.Ю. Формирование трудно - распознаваемых дефектов в отливке рама боковая // Литейное производство. 2012. № 10. С. 24-26.

161. Воронин Ю.Ф., Воронин С.Ю. О повышении качества и надежности железнодорожной отливки рама боковая // Литейное производство. 2012. № 5. С. 13-15.

162. Пирайнен В.Ю. Низкое качество крупных вагонных отливок. Пути и средства его повышения// Литейное производство. 2012. № 5. С. 8-12.

163. Пирайнен В.Ю., Пономаренко Г.М., Глебов С.М. Новое в проектировании технологии изготовления отливки рама боковая // Литейное производство. 2009. №4. С.23-26.

164. Излом боковой рамы тележки грузового вагона. Анализ технологии производства, пути устранения дефектов / Монастырский A.B. [и др] // Литейное производство. 2012. №1 1. С.21-25.

165. Михайлов В.Н., Краснятов Д.С. Применение компьютерного моделирования стальной отливки «рама боковая» с целью выявления литейных дефектов // Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. № 2( 18). С. 118-119.

166. Макаренко К.В., Кузовов С.С., Лесюнина O.A. Механические аспекты образования в отливках горячих трещин // Литейное производство. 2013. №2. С.5-8.

167. Медовар И. // Автоматическая сварка. 1954. № 7. С. 12-28.

168. Вербицкий В.И., Коротченко А.Ю. Исследование схем и параметров виброизоляции тяжелых встряхивающих формовочных машин // Технология, оборудование организация и экономика машиностроительного производства. Отечественный опыт. Сер.З. ЭИ. 1988. № 9. С.10-14.

169. Коротченко А.Ю. Математическая модель для расчета уплотнения сырых песчаных смесей // Литейное производство. 2000. №8. С.10-11.

170. Коротченко А.Ю. Способы изготовления разовых форм для литья прецизионных отливок // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Машиностроение. 1994. №4. С. 17-20.

171. Коротченко А.Ю. Использование динамических способов при уплотнении сырых песчано-глинистых смесей // Литейное производство. 1991. №5. С.31-32.

172. Коротченко А.Ю. К теории уплотнения сырых песчано - глинистых смесей // Литейное производство. 1995. №11.

173. Коротченко А.Ю. Уточнение математической модели импульсного уплотнения смеси //Литейное производство. 1993. №2-3. С. 22-23.

174. Коротченко А.Ю. Качество формы при импульсном уплотнении // Литейное производство. 1992. № 2. С. 17-18.

175. Коротченко А.Ю. Тенденции развития способов изготовления разовых форм из сырых песчано-глинистых смесей // Литейное производство. 1994. №9. С. 12-14.

176. Задиранов А. Н. Теоретические основы кристаллизации металлов и сплавов: учеб. пособие / А. Н. Задиранов, А. М. Кац М.: РУДН. 2008. 226 с.

177. Пикунов М. В. Плавка металлов, кристаллизация сплавов, затвердевание отливок: учеб. пособие для вузов по спец. 150004 «Литейн. пр-во черных и цв. Металлов» - М.: МИСИС. 2005. 415 с.

178. Романов Л.М. Литейные сплавы и плавка. Производство отливок из чугуна и стали: Учеб. пособие / Л. М. Романов, А. Н. Болдин М.: МГИУ. 2005. 47 с.

179. Чернышов Е.А. Литейные дефекты. Причины образования. Способы предупреждения и исправления: учеб. пособие / Е. А. Чернышов, А. И. Евстигнеев, А. А. Евлампиев М.: Машиностроение. 2008. 281 с. (Для вузов).

180. Грузных И.В., Рычков Н.П. Расчет стойкости отливок против образования горячих трещин // Литейное производство. 1979. № 8. С. 6-8.

181. Константинов Л.С., Трухов А. П. Напряжения, деформации и трещины в отливках. М.: Машиностроение. 1981. 197 с.

182. Моисеев B.C. Разработка методов проектирования литниково-питающих систем и средств управления затвердеванием отливок на основе решения комплекса технологических задач: дис.... докт. техн. наук. Москва. 1997. 379 с.

183. Моисеев B.C., Смыков А.Ф. Оптимизационный подход к расчету литниково-питающих систем и средств воздействия на направленность затвердевания отливок // Литейное производство. 2000. № 7. С. 49-51.

184. Тимофеев А. А., Шумов И. Д. Проба на литейные напряжения // Литейное производство. 1971. № 7. С. 40-41.

185. Тихомиров M.Д. Моделирование тепловых и усадочных процессов при затвердевании отливок из высокопрочных алюминиевых сплавов и разработка системы компьютерного анализа литейной технологии: авто-реф. дис.... канд. техн. наук. С.-Петербург. 2004. 19 с.

186. Тихомиров М.Д. Основы моделирования литейных процессов. Важные особенности систем моделирования // Литейное производство. 2004. № 5. С. 24-30.

187. Феоктистов Н. А. Совершенствование технологии производства крупнотоннажных стальных отливок: автореф. дис.... канд. техн. наук. Магнитогорск. 2013. 22 с.

188. Моделирование напряженно-деформированного состояния отливки при кристаллизации / Монастырский В.П. [и др] // Литейное производство. 2007. № 8. С.45-47.

189. Монастырский В.П. Модель образования усадочной раковины в отливке // Литейное производство. 2007. № 12. С. 13-14.

190. Монастырский В.П. Моделирование микропористости в отливках, затвердевающих в условиях направленного теплоотвода // Тепловые процессы в технике. 2011. Т.З, № 1. С.20-27.

191. Монастырский В.П. Моделирование образования макропористости и усадочной раковины в отливке // Литейщик России. 2011. №10. С. 16-21.

192. Холл А.Д. Опыт методологии для системотехники. М.: Сов. Радио. 1975. 448 с.

193. Дружинин В.В., Конторов Д.С. Проблемы системологии (проблемы теории сложных систем). М.: Сов. Радио. 1976. 296 с.

194. О механизме образования пор при кристаллизации сплавов /Журавлев В.А. [и др] //Металлы. 1986. № 3. -С.61-65.

195. Журавлев В.А. Затвердевание и кристаллизация сплавов с гетеропереходами (физические основы, теория, эксперименты, практика). М,-

Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований. 2006. 560 с.

196. Тимофеев Г.И. Механика сплавов при кристаллизации слитков и отливок. М.: Металлургия. 1977. 160 с.

197. Романов Д.В., Коротченко А.Ю. Особенности моделирования теплового взаимодействия отливки и формы при литье по выплавляемым моделям // Литейщик России. 2009. №5. С. 15-18.

198. Современные тенденции в развитии САПР отливки: компьютерная система синтеза технологических решений/ В.Коровин [и др.]// Литейщик России. 2012. №2. С.29-35

199. Компьютерное конструирование технологичных по питанию стальных отливок/ С. Поляков [и др.] // Литейное производство. 2014. №2. С.16-21.

200. Влияние массовых сил и газонасыщенности расплава на пористость в отливках/ С. Поляков [и др.] // Литейщик России. 2013. №8. С.40-45.

201. Савельев К.Д., Голод В.М. Термодинамическое моделирование -инструмент разработки сплавов и анализа литейных процессов и технологии // Труды пятого съезда литейщиков России, Москва, 21-25 мая, 2001. М.: Радуница. 2001. С. 45-47.

202. Голод В.М. Компьютерный анализ литейной технологии, проблемы его информационного обеспечения и адаптации к условиям производства // Вестн. Удм. ун-та. 2008. № 1. С. 67-87.

203. Бибиков Е.Л. Процессы кристаллизации и затвердевания: учебное пособие / Е.Л. Бибиков, А.А. Ильин. М.: Альфа-М: ИНФРА-М. 2013. 352 с.

204. Курц У., Фишер Д. Фундаментальные основы затвердевания. М.Ижевск: Институт компьютерных исследований. 2013. 300 с.

205. Оно А. Затвердевание металлов. М.: Металлургия. 1980. 152 с.

206. Раддл Р.У. Затвердевание отливок. М.: Машиностроение. 1960. 391 с.

207. Гиршович Н.Г. О взаимосвязи между процессами затвердевания и кристаллизации // Гиршович Н.Г. Кристаллизация металлов, труды 4 совещания по теории литейных процессов. М.: изд-во Академии наук СССР. 1960. С.62-68.

208. Лыков A.B., Берновский Б.М. Конвекция и тепловые волны. М.: Энергия. 1974. 336 с.

209. Камья Ф.М. Импульсная теория теплопроводности. М.: Энергия. 1972. 272 с.

210. Койнов И.Л. Разработка и внедрение метода проектирования систем питания отливок из высокопрочных алюминиевых сплавов для изделий авиационной техники: дис. ... канд. техн. Наук. Москва. 1999. 225 с.

211. Щетинин А. В. Моделирование литейных процессов на основе средств обеспечения вычислительных экспериментов: автореф. дисс.... канд. техн. наук. Воронеж. 2006. 22 с.

212. Журавлев В.А. О макроскопической теории кристаллизации сплавов // Металлы. 1975. № 5. С.93-99.

овшество с агрпнмч1нном ответственностью

М. МашСтапь

ШШШШШ питеина-МЕнаническии завод

ООО «ЛМЗ «МашСталь». Российская Федерация. «0028. г. Пенза, ул. Кирпичная. 28. тел./факс [phone] Е-таП: таПатадЬмес! ги. уулуц .mashsleel.ru. Коммерческий отдел: (8412) 954)6-28.95-90-12 Кол но ОКНО 57277543. ОГРН 1025801201293 ИНН/КПП 5835040517 583501001

№ - Л51£ от « 2013г.

й директор Ю.Челноков

АКТ

Настоящий акт составлен в том, что результаты диссертационной работы Коротченко Андрея Юрьевича, представленной на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.16.04 - "Литейное производство", были использованы в деятельности ООО «ЛМЗ «МашСталь».

К числу использованных результатов относятся:

- применение критериев для оценки вероятности образования усадочной пористости и горячих трещин в отливках типа "Корпус запорной арматуры" из сплава "сталь";

- использование критерия для расчета количества прибылей и определения зон их питания;

- режимы уплотнения форм из сырых песчано-глинистых смесей, обеспечивающих равномерное уплотнение смеси в горизонтальных сечениях формы.

Применение указанных результатов позволяет сократить сроки отработки техпроцесса изготовления отливок и обеспечить заданный уровень служебных свойств литых заготовок.

Настоящий акт не является основанием для взаимных финансовых расчетов.

Генеральный директор ^ А.Ю. Челноков

■ ТДвТОПРОМ ' КАМАЗ ' МИИТАаТОЛРОМ ' КАМАЗ ' НИИ Т АВТОЛ РОМ ' KAHUO ' ИИИТАЦ

115533, Москва, проспект Андропова, 22 Тел.: [phone] Факс: [phone] [e-mail], www.iitaform.ru

' KAVAJ ' МИИТАБТОЛ

ьш директор ич А. А.

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы

Настоящий акт составлен в том, что результаты диссертационной работы Ко-ротченко Андрея Юрьевича, представленной на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.16.04 - "Литейное производство", были использованы в деятельности ЗАО "Литаформ".

К числу использованных результатов относятся:

- разработка критериев для оценки вероятности обраювания усадочной пористости в стальных отливках типа "рама боковая" и "балка надрессорная";

- разработка методики для определения критических значений новых критериев образования пористости:

- разработка методики управления распределением плотности смеси и минимизации затрат энергии при уплотнении, путем устранения бокового перетекания смеси при уплотнении

Использование указанных результатов позволяет сократить сроки отработки техпроцесса изготовления стальных отливок для железнодорожного транспорта и добиться заданных служебных свойств изготавливаемых изделий.

Настоящий акт не является основанием для взаимных финансовых расчетов.

Главный технолог

Никифорова И. А.

Л

закрытое акционерное общество

Апексинский завод тяжелой промышленной арматуры

Россия, 301368, г. Алексин, Тульская область, ул. Некрасова. 60, ЗАО чТяжпроиариатура» Факс: *7(48TS3) 27-120 Телефоны: *7(48753) <6-675, 46-333 E-mail: [e-mail] http://www.aztpa.ru

вержлаю:

ный инженер

жпромарматура» Панов 2013 г.

АКТ О ВНЕДРЕН ИИ

Настоящий акт составлен в том. что результаты диссертационной работы Коротченко Андрея Юрьевича, представленной на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.16.04 - «Литейное производство», были использованы в деятельности ЗАО «Алексинский завод тяжелой промышленной арматуры» (ЗАО «Тяжпромарматура») в виде:

1. Методик расчета размеров и количества прибылей для получения стальных отливок типа «Пробка DN 1400» заданного качества при гравитационном литье в разовые формы из холоднотвердеющих смесей.

2. Справочных материалов по численным значениям величин, используемых при расчетах оптимальных размеров и количества прибылей. Использование указанных результатов позволяет сократить сроки отработки

техпроцесса изготовления крупных стальных отливок гравитационным литьем в разовые формы и добиться заданных служебных свойств изготавливаемых изделий.

Настоящий акт не является основанием для взаимных финансовых расчетов.

Заместитель директора по литейному производству

В.У. Кравец

М131Т А

г •

%• «БОС ЯЫ .*г'?*СОЙ?6

^^ ''Тяэллк.-'Д' (Ннчм вЯвИРИВ! | VI

* а |Г> V Ь Л»

ИМ" • ' > ЪЖ. -'О.

<* - *ч >:.'в«чз -«г.

л-т&е злжьл.осив

а 1 ГУ.Щшт АТЬ

К С»*

. кзпп ■ (■ >:• •. ос* мколзскэдоое

гждаю

ый директор [ександрович

АКТ

■й составлен в том. что результаты диссертационной работ ко Андрея Юрьевича, представленной на соискание ученой

стене е ических наук по специальности 05.16.04 - "Литейное

прои >ь: использованы в деятельности ЗАО «ПО «Муромский

завод одной арматуры».

епо ыованных результатов относятся: ен, критериев для опенки вероятности образования у сад« . ч ¿1 юрячих трещин в отливках типа "Корпус запорной

арма" ...¡.:ав1- сталь";

ом е критерия хтя расчета количества прибылей и опре. их . 1'тання:

% тнения форм из сырых песчано-глинистых смесей, обес »мерное уплотнение смеси в юризонтальных сечениях

форм

•> . е указанных результатов позволяет сократить сроки отраГ .ще; изготовления отливок и обеспечить заданный уровень

служ. . I б Iи I ых заготовок

не является основанием для взаимных финансовых

рас чс

Ген.

Кобелев В.А.

249400. Упссия Калужская от г Лтмяюяо. ул Шербфима 1а р. с 4070284)5221201092)2 * Кировском ОСЬ М ЗЗШКОг. ЛкЮшаво, к/с 30101/110100000000612 Калужское ОСИ.Ъ 8608 г. Калуга, 6ИК042908612. ИНН 402400127Т. ОКОН* 71100. ОКНО 407(14722 Ггифш., (4/444) 6-Й9-60 (приемная), Е- таи: mJttakro4aiJ.ru. к-ичг.tnmiif.ru

09»_

2013 год

Утверждаю

Исполнительный директор Смирнов Михаил Юрьевич

АКТ

ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

Настоящий акт составлен в том, что результаты диссертационной работы Коротченко Андреи Юрьевича, представленной на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.16.04 - "Литейное производство", были использованы в деятельности ЗАО "Кронтиф-Центр".

К числу таких результатов относятся:

- применение методики лля расчета высоты прибылей, обеспечивающей получение отливок типа "Корпус" из сплава "чугун" без усадочных раковин;

- использование критерия для расчета вероятности образования горячих трещин в отливках;

- режимы нагружения сырых пес чано-глин истых смесей, обеспечивающих заданное распределение плотности смеси по объему формы.

Использование указанных результатов позволяет сократить сроки отработки техпроцесса изготовления отливок и добиться их заданных служебных свойств.

Настоящий акт не является основанием для взаимных финансовых расче-

тов.

Исполнительный директор -ч1 . ^ \ \ _)

Смирнов М.Ю.