응고 및 수축
FLOW-3D에서 금속 합금의 응고 모델링은 잠열의 방출뿐만 아니라 응고 물질의 전이 단계를 추가 포함합니다. 응고 모델은 다양한 주조 공정을 모델링 할 때 사용할 수 있습니다.
Modeling the two-phase solid/liquid flow of metal during solidification
고체화되는 동안 금속의 2 상 고체/액체 흐름을 모델링하는 것은 흐릿한 영역을 3 개의 영역으로 분할함으로써 접근합니다. 응고의 초기 단계에서, 형성되는 고체 결정은 서로 분리 된 것으로 가정됩니다. 따라서, 고체 / 액체 혼합물은 하나의 유체로서 움직입니다. 그러한 유체의 유효 점도는 순수한 액체의 점도보다 높고 고체 분율의 함수로 계산됩니다.
고형분이 일관성 지점에 도달 할 때, 응고된 결정을 따라서 이동하지 않고, 주형 벽에 부착되는 강성의 골격을 형성합니다. 유동은 다공성 미디어가 되고, 이동 유체에 다르시 형 항력을 적용하여 모델링됩니다.
마지막으로, 고체 분율이 임계 값을 초과하면, 응고된 금속은 액체 금속이 더 이상 흐르지 못하는 고밀도 구조를 형성합니다. 이것은 무한히 큰 항력을 적용하여 모델링됩니다. 이 후에도 응고가 계속 되더라도 금속은 효과적으로 동결 된 것으로 간주됩니다.
Mold 충진
응고 모델은 금형 충진 및 금형 내부의 금속 냉각에 사용될 수 있습니다. FLOW-3D 의 다양한 물리적 모델은 이 기본 응고 방식에 연결할 수 있습니다.
- binary alloy segregation model 은 응고 금속의 열 및 solutal 부력 구동 흐름을 형성하여 거시 분리 패턴을 예측합니다.
- 응고되는 동안 부피 수축으로 인한 매크로 및 미세 다공성의 형성도 기술 될 수있습니다.
- 결함 추적 및 공기 함몰 모델과 함께 다공성 모델은 최종 부품의 품질을 평가하는 데 도움이됩니다.
- 특별 기준 기능을 사용하여 1 차 및 2 차 수상 돌기 암 간격의 변화를 예측할 수 있습니다.
- 탄성 응력 모델은 냉각 부품의 응력 및 변형을 계산합니다.
- 드리프트 플럭스 모델을 사용하면 반 고체 금속 주조 공정 중에 액체 및 고체상 분리를 설명 할 수 있습니다.
암시적 열전달 모델 및 제로 속도 필드 모델과 같은, 보다 효율적인 계산을 위해 특수 수치 모델도 사용할 수 있습니다. 후자는 금속 유동이 응고 역학에 미치는 영향을 무시할 수 있을 때 유용합니다. 이는 채우기가 완료된 후 종종 발생합니다.