Математическое моделирование процесса литья плоских слитков для решения задач автоматизации

Автор: Новиков В. А., Пискажова Т. В., Донцова Т. В., Белолипецкий В. М.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Технологические процессы и материалы

Статья в выпуске: 1 т.25, 2024 года.

Бесплатный доступ

Люминиевые сплавы находят широкое применение при производстве летательных аппаратов в связи со своей прочностью, легкостью, устойчивостью к коррозии, необходимой электропроводностью. При этом используемые в дальнейших переделах космической промышленности алюминиевые слитки должны иметь высокое качество. Технологические проблемы и брак возникают при несоблюдении температурных, скоростных и других технологических параметров литья, а также при изменении режимов. При этом литейные процессы автоматизированы частично, человеческий фактор значительно влияет на качество продукции и безопасность работ. Поэтому автоматизация этих сложных процессов с использованием математических моделей для предсказания параметров литья является актуальной задачей. Цель работы - создание математических моделей, доступных для использования в системах автоматизированного управления технологическим процессом (АСУТП), а также разработки цифрового двойника. В работе представлены упрощенные формулы для моделирования распределения температуры алюминиевого слитка в процессе литья, охлаждения металла при движении по металлотракту, выполнены тестовые расчеты распределения температур внутри слитка при достижении слитком фиксированной длины. Результаты этой работы могут быть использованы для повышения эффективности и точности управления процессом литья алюминиевых слитков, для исключения аварийных ситуаций.

Еще

Математическая модель, полунепрерывное литье алюминиевых слитков, цифровой двойник

Короткий адрес: https://sciup.org/148328307

IDR: 148328307   |   DOI: 10.31772/2712-8970-2024-25-1-144-156

Список литературы Математическое моделирование процесса литья плоских слитков для решения задач автоматизации

  • Штерензон В. А. Моделирование технологических процессов. Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2010. 66 с.
  • Modeling of casting technology of large-sized ingots from deformable aluminum alloys / A. I. Bezrukikh, V. N. Baranov, I. L. Konstantinov et al. // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2022. Doi: 10.1007/s00170-022-08817-w.
  • Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения». М.: Изд-во стандартов, 2022.
  • Непрерывное литье алюминиевых сплавов: справочник / В. И. Напалков, Г. В. Черепок, С. В. Махов, Ю. М. Черновол. М.: Интермет Инжиниринг, 2005. 512 с.
  • Новиков В. А., Пискажова Т. В., Донцова Т. В. Решение некоторых проблем автоматизации при управлении литейной машиной // Технология металлов. 2023. № 9. С. 38–48.
  • «Виртуальный СЛИПП» – математическая модель для управления агрегатом СЛИПП и ее визуализация с помощью программных продуктов WinCC 7.0 и Step 7 / Т. В. Пискажова, С. Б. Сидельников, В. М. Белолипецкий и др. // Вестник СибГАУ. 2015. № 2(54). С. 140–144.
  • Математическая модель и численное моделирование процесса литья и кристаллизации алюминия в магнитном поле с учетом свободной поверхности / А. В. Минаков, М. В. Первухин, Д. В. Платонов, М. Ю. Хацаюк // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2015. Т. 55, № 12. С. 2094. Doi: 10.7868/S0044466915120091.
  • Будилов И. Н., Лукащук Ю. В., Лукащук С. Ю. Моделирование образования алюминиевого слитка в процессе полунепрерывного литья // Вестник Уфимского гос. авиац. технич. Ун-та. 2011. Т. 15, № 1(41). С. 87–94.
  • Фомина Е. Е., Жиганов Н. К. Моделирование и исследование процесса затвердевания заготовок при дискретно-непрерывном литье металлов // Компьютерные исследования и моделирование. 2009. Т. 1, № 1. С. 67–75.
  • Моделирование процесса кристаллизации слитков из алюминиевых сплавов при полунепрерывном литье / А. И. Безруких, И. Л. Константинов, Г. С. Гришко и др. // Металлург. 2023. № 11. С. 159-164. Doi: 10.52351/00260827_2023_11_159.
  • Плавление и литье алюминиевых сплавов: монография / В. И. Напалков, В. Ф. Фролов, В. Н. Баранов и др. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2020. 716 с.
  • Хныкин А. В. Исследование зависимости формы лунки алюминиевого слитка от типа кристаллизатора // Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем. 2006. № 4. С. 6.
  • Якивьюк П. Н., Пискажова Т. В., Белолипецкий В. М. Математическая модель для управления охлаждением роторного кристаллизатора // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21, № 9(128). С. 104–113. Doi: 10.21285/1814-3520-2017-9-104–113.
  • Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. Теоретическая физика. Т. VI. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 736 с.
  • ProCAST Casting Simulation Software [Электронный ресурс]. URL: https://www.esigroup.com/products/procast (дата обращения: 05.01.2024).
Еще
Статья научная