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Análises de defeitos de fundição com o Simcenter STAR-CCM+

Análises de defeitos de fundição com o Simcenter STAR-CCM+

A produção de peças fundidas é sempre um desafio, nem sempre tudo sai como planejado. Existem inúmeros fatores que quando não gerenciados comprometem a qualidade de uma, ou de até um lote de peças que saem defeituosas. Um defeito de fundição é o desvio da qualidade ou estado de uma peça fundida real em comparação com um produto ideal.


O Simcenter Star-CCM+ tem modelos que preveem com precisão os defeitos mais comuns que podem comprometer a qualidade das peças fundidas.


Defeitos comuns são:

  • Porosidade

  • Óxidos

  • Erros de execução

  • Inclusão de Gás


Porosidade


Microporosidade:


Os critérios funcionam como modelos empíricos para avaliar a microrretração.

  • Critério Niyama

  • Critério Niyama Adimensional

  • Requer validação manual para diferentes ligas em comparação à fundição real



Macroporosidade:


Para simulações térmicas puras baseadas em déficits de volume determinados pela densidade em bolsões isolados de metal líquido.


Previsão de alta fidelidade de macrorretração para simulações totalmente acopladas, baseada na queda de pressão em bolsões isolados de metal líquido, permite incluir os efeitos de flutuabilidade


Exemplo de macroporosidade com o Star-CCM+

Óxidos


Modelo de previsão de óxido baseado em escalar passivo:

  • Acumula o tempo que a fase metálica fica exposta ao ar

  • O usuário pode modificar a lei subjacente de acumulação de óxido para incluir efeitos como a quantidade de metal oxidável.

  • O modelo não influencia o campo de fluxo, mas o efeito de um filme de óxido no fluxo pode ser incluído através de viscosidades baseadas na espessura do óxido.


Avaliando a frente de enchimento:

  • A frente de enchimento geralmente transporta a maior parte dos óxidos e sujeiras

  • Ao acompanhar o progresso da frente de enchimento e seu local final de repouso, a contaminação por óxido pode ser estimada.



Erros de execução


Resolução simultânea do fluxo e da solidificação:

  • A solidificação do metal e seus efeitos no preenchimento do molde são calculados simultaneamente ao fluxo real


Zona pastosa para ligas técnicas:

  • Modelagem dos efeitos do crescimento e acúmulo de dendritos metálicos no fluxo

  • Abordagem de meios porosos

  • Influência da solidificação no comportamento do fluxo


Modelo de interrupção de fluxo:

  • Todos os fluxos através de células com fluxo interrompido são zerados, exceto a energia

  • Para grandes gradientes de pressão ou forças corporais (ou seja, HPDC)


Exemplo de erro de execução com o Star-CCM+

Aprisionamento de gás


Modelo multifásico de volume de fluido:

  • Fornece, de forma inerente, a distribuição espacial entre as fases gasosa e metálica.

  • O pós-processamento do preenchimento e da distribuição de fases permitem avaliar as inclusões de gás.

  • As equações de transporte são resolvidas para todo o domínio fluido, assim a fase gasosa é transportada pelo domínio e interage com a fase metálica

    • Efeitos de tensão superficial

    • Carregamento de gás

    • Contrapressão devido aos efeitos de ventilação e compressão de gás


Exemplo de aprisionamento de gás com o Star-CCM+

 

A produção de peças fundidas apresenta desafios complexos que podem comprometer a qualidade de seus produtos. Na CAEXPERTS, utilizamos o Simcenter Star-CCM+ para prever e solucionar defeitos críticos como porosidade, óxidos e erros de execução. Agende uma reunião conosco e descubra como nossas soluções avançadas podem transformar seus processos de fundição, garantindo eficiência e qualidade superior. Entre em contato com a CAEXPERTS hoje mesmo e eleve o padrão da sua produção!



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