3. PÉLDÁK AZ ÖNTÉSZETI SZIMULÁCIÓ FOLYAMATÁRA ÉS EREDMÉNYEINEK HASZNOSÍTÁSÁRA 3. 4. EREDMÉNYEK KIÉRTÉKELÉSE 3.4.1 Formatöltés A szerszámon belüli áramlási folyamatok kiértékelése esetén lehetséges a beömlőrendszerben áramló fém mozgásának kiértékelése, a rávágáson, mint legszűkebb keresztmetszeten átáramló fém eloszlása, sebességének változása, a formafalon felütköző, visszacsapó, szétterülő olvadék mozgásának kiértékelése, a leszakadó olvadékcseppek és előrecsapások, lemaradások kiértékelése, a bezárt levegő kiértékelése, annak eloszlása, olvadékba való bekeveredése, bezáródása. Hidegfolyás jelenségének vizsgálata, hiányos formakitöltés felderítése. A túlfolyók és kilevegőzők pozíciójának meghatározása, megfelelőségüknek ellenőrzése, keresztmetszetviszonyaiknak ellenőrzése. A 4. ábrán egy nyomásos öntvény beömlőrendszerében kialakuló áramlási viszonyok láthatóak. 4. ábra: Beömlőrendszerben kialakuló áramlási viszonyok b.-j.: olvadék a kamrában, felütközés a pogácsával szembeni homloklapon, áramlási viszonyok a beömlőrendszer felső részén, levegőbezáródás a rádiusszal kialakított vastagításnál, az olvadék előresietése a beömlőrendszerben.
Az 5. ábrán egy nyomásos öntvény rávágásának környezetében kialakuló áramlási viszonyok láthatóak. 5. ábra: A rávágás környezetében kialakuló áramlási viszonyok b.-j.: olvadék nem egyenletes előrehaladása a beömlőrendszerben, olvadék felgyorsulása a rávágáson, mint legkisebb keresztmetszeten, való áthaladáskor, egyenetlen formatöltési viszonyok - az olvadék előresietése. A rávágáson áthaladó metszet definiálásával olyan 2D nézet jeleníthető meg, mely elősegíti a formatöltés közben kialakuló áramlási viszonyok kiértékelését. A 6. ábrán egy nyomásos öntény rávágásának középvonali metszete látható ahol megfigyelhető az olvadék felgyorsulása, valamint az áramlási sebességvektorok megjelenítésével az olvadéksugár tangenciális szétnyílása. 6. ábra: Áramlási viszonyok a rávágás környezetében A formaüregben kialakuló áramlási viszonyok kiértékelési módszereit a 7. ábrán látható nyomásos öntvény geometria segítségével mutatom be.
7. ábra: Vizsgált öntvénygeometria A 8. ábrán a rávágás környezetében látható levegőbezárás és annak 2D metszete látható. A rávágáson előrehaladó fém nagy sebességgel halad előre, majd felütközik a formaüreg oldalfalán, miközben nem tölti ki az öntvény sarkát. A 2D metszeten megjelenített háló 3*3mm. 8. ábra: Levegőbezáródás a rávágás környezetében A 9. ábrán az olvadék a rávágással szembeni formafalon való előresietése látható.
9. ábra: Olvadék előresietése A 10. ábrán látható, hogy az olvadék nagy sebességgel (v>40m/s), jelentős levegőbezáródások mellett nekiütközik a maggal kiképzett rész felső vízszintes lapjának, majd azon végigfutva a fal mentén kezdi el megtölteni az öntvényrészt, miközben sebessége jelentősen csökken (v<10m/s). 10. ábra: Formatöltési viszonyok a maggal kiképzett öntvényrészen A 11. ábrán a maggal kiképzett részen kialakuló bezárt levegő látható.
11. ábra: Levegőbezáródások a maggal kiképzett öntvényrészen A 12. ábrán látható a függőleges tengely mentén definiált 2D metszet pozíciója (Z=235mm) és az öntvény kontúrja. 12. ábra: A definiált 2D metszet pozíciója és az öntvény kontúrja A 13. ábra felső részén a formatöltés közben kialakuló turbulencia látható a sebességvektorok megjelenítésével, az alsó ábrán pedig ennek inverz megjelenítésével a turbulenciával az olvadékba bekeveredő levegő látható.
13. ábra: Turbulencia a formatöltés során és a bekeveredő levegő A 14. ábrán az öntvény alsó és felső részéhez csatlakozó túlfolyók és kilevegőző rendszer látható. 14. ábra: Alsó (fekete) és a felső (piros) túlfolyók és kilevegőzők A 15. ábrán látható az alsó túlfolyók megtelésének kezdeti időpillanata, valamint a jobb oldalon a nem megfelelő pozícionálás miatt kialakuló levegő bezáródás. A jobb szélső túlfolyó nem ahhoz az öntvényrészhez kapcsolódik, ahol a formatöltés során a formába zárt levegő összegyűlik, így az nem tud a kilevegőző felé távozni és belekeveredik az olvadékba.
15. ábra: A túlfolyók nem megfelelő pozicionálásából adódó levegőbezáródás A 16. ábrán a felső túlfolyók csatlakozó keresztmetszet teljes megtelésének időpillanatában látható a csatlakozó öntvényrészekben lévő levegő mennyisége, mely bekeveredik az öntvénybe. 16. ábra: Levegőbezáródások az öntvény felső részén a túlfolyók környezetében A 17. ábrán az alsó túlfolyók formában lévő levegőtől való elszakadása látható, az adott időpillanatban még a formaüregben lévő levegő megjelenítésével.
17. ábra: A formaüregben lévő levegő A 18. ábrán a felső túlfolyóktól elzárt, bezárt levegőmennyisége és pozíciója látható. 18. ábra: Bezárt levegő az öntvény felső részében