طراحی بهینه حوضچه پای راهگاه بوسیله شبیه سازی کامپیوتری و آزمایش عملی

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد ریخته‌گری، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف

2 دانشیار، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف

10.22034/frj.2020.226556.1116

چکیده

‎در این پژوهش، طراحی حوضچه پای راهگاه در ریخته‌گری آلومینیم 356‏A‏ در قالب‌‏های ماسه‌ای مورد بررسی قرار گرفت.‏‎ ‎عدم طراحی صحیح این قسمت از سیستم راهگاهی‏‏ می‌‏تواند باعث ایجاد عیوبی چون ماسه شویی، حبس‎ ‎حباب‌های گازی و‎ ‎به دام افتادن لایه‌های اکسیدی ‏سطحی در مذاب شود. در این تحقیق، ابتدا طرح‌های پیشنهادی در مراجع مورد بررسی قرار ‏گرفتند. سپس بر اساس نتایج بدست آمده، طرح جدید سیفونی شکلی پیشنهاد شد. جهت ‏ارائه طرح بهینه از سعی و خطا روی طراحی و بررسی عملکرد توسط شبیه‌سازی کامپیوتری ‏استفاده شد. در نهایت، عملکرد طرح جدید توسط شبیه‌سازی کامپیوتری و آزمایش عملی مورد ‏بررسی قرار گرفت. در آزمون عملی از یک قالب ماسه‌ای استفاده شد که یک وجه آن جهت تصویربرداری با ‏شیشه شوک‌پذیر پوشانده شده است. الگوی پر شدن این قالب با مایع رنگی و ‏مذاب آلومینیم تصویربرداری شد. بررسی نتایج شبیه‌سازی و آزمون عملی عملکرد مناسب ‏طراحی پیشنهاد شده را تایید کرد. به علاوه، این بررسی نشان داد که نتایج شبیه‌سازی کامپیوتری و ‏آزمایش عملی تطابق خوبی با یکدیگر دارند.‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Campbell J., Castings Practice: the Ten Rules of Castings, Oxford, UK, Butterworth–‎Heinemann, 2004.‎
[2] Sachin L. N., Rajendra S.D., Design optimization of gating and feeding system through ‎simulation technique for sand casting of wear plate, Perspectives in Science, 2016, 8, ‎‎39-42.‎
‎[3] Santosh R.S., Tony B., Paul L., Guha M., Novel sprue designs in metal casting via 3D sand-‎printing, Additive Manufacturing, 2019, 25, 563–578.‎
‎[4] Campbell J., Castings, Second Edition, Oxford, UK, Butterworth–Heinemann, 2003.‎
‎[5] Xing Y., Michel J., Campbell J., Minimization of surface turbulence during filling using a ‎Vortex-flow runner, Aluminum Transaction, 2000, 2, 67–80.‎
‎[6] Caceres C.H., Selling B.I., Casting defects and the tensile properties of an Al Si Mg alloy, ‎Materials Science and Engineering, 1996, 220,109–116.‎
‎[7] Divandari M., Campbell J., Mechanisms of Bubble Damage in Castings, PhD Thesis, ‎University of Birmingham, 2001.‎
‎[8] Nyahumwa C., Campbell J., Effects of runner system design on the mechanical strength of ‎Al–7Si–Mg alloy castings, AFS Transaction., 1998, 106, 215–223.‎
[9] Campbell J., Influence of oxide film filling defects on the strength of Al-7Si-Mg alloy ‎castings, AFS Transaction, 1994, 102, 341–347.‎
[10] Huang I.W., Shun W., Shih T.S., Diagnosis and analysis of oxide film in Al-Si-Mg alloys, ‎AFS Transaction, 2000, 108, 547–560.‎
‎[11] Thiele W.G., Statistical distributions of fracture strengths of cast Al 7%Si, Aluminum, ‎‎1962, 38, 707–715.‎
‎[12] Dai X., Yang  X., Campbell J., Influence of oxide film defects generated in filling on ‎mechanical strength of aluminum alloy castings, Materials Science and Technology, 2004, ‎‎20, 505–513.‎
‎[13] Campbell J., Latest Filter Research, University of Birmingham, Foundry International, ‎‎1995.
‎[14] Campbell J., Complete Casting Handbook, University of Birmingham, 2011.‎
[15] Toyoharu I., Initial Filling Transient of the Running System, Mphill Thesis, University of ‎Birmingham, 1992.‎
‎[16] Gebelin J.C., Yung T.H., Mark R.J., Designing-in controlled filling using numerical ‎simulation for gravity sand casting of aluminum alloys, International Journal of Cast Metal ‎Research, 2006, 19(1) 18-25.‎
‎[17] Yung T.H., Further Development of Running System for Aluminum Castings, PhD Thesis, The ‎University of Birmingham, UK, 2003.‎