Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Шуляк B.C. -> "Литье по газифицируемым моделям" -> 57

Литье по газифицируемым моделям - Шуляк B.C.

Шуляк B.C. Литье по газифицируемым моделям — Спб.: Профессионал, 2007. — 408 c.
ISBN 978-5-91259-011-5
Скачать (прямая ссылка): litepogazificmod2007.djvu
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 108 >> Следующая

С точки зрения прочности поведение грунта в процессе уплотнения можно разбить на три фазы: 1) затухающих деформаций или собственного уплотнения; 2) предельного равновесия или сдвига; 3) прогрессивного течения или разрушения. Первая фаза характеризуется тем, что скорость деформации с течением времени уменьшается и стремится к нулю; другими словами, происходит уплотнение сыпучего грунта. Во второй фазе скорость деформации при достижении определенной нагрузки постоянная, появляются площадки сдвига, которые при возрастании нагрузки сливаются в единую площадь сдвига, и происходит разрушение тела. В первой фазе между напряжениями и деформациями с достаточной точностью соблюдается пропорциональная зависимость, и для определения напряжений справедливы уравнения линейно-деформируемых тел. Во второй фазе имеют место упругие деформации и напряжения изучаются теорией предельного равновесия. На рис. 5.2 представлены компрессионные зависимости, полученные на приборе П10-С, для ореховского и часов-ярского песков, широко применяемых в литейном производстве. При небольших
200
давлениях песок интенсивно уплотняется, причем деформация его необратима. При повторных нагрузках необратимая деформация уменьшается, стремясь к нулю, и появляется упругая деформация. Некоторая нелинейность между деформациями и напряжением при насыщении объясняется пластическими деформациями зерен кварцевого песка. Уплотненный песок при нагружении ведет себя как хрупкое тело, и с достаточной точностью к нему может быть применена теория упругости. Анализ компрессионных зависимостей показывает, что при ЛГМ форма должна быть предельно уплотнена, чтобы не было остаточной деформации под действием гидростатического давления металла, т. к. это может повлиять на точность отливки. В системе металл—модель—форма из песка имеет место давление песка на металл и модель, а также противодавление металла и модели на песок в условиях, когда песок находится в ограниченном пространстве и имеет возможность перемещаться только в сторону металла или модели.
а
0,61 - —=
0,60 I-—1—1—1—1—1—1—1—1 012345678 Нормальное давление, а (кг/см2)
012345678 Нормальное давление, а (кг/см2)
Рис. 5.2. Компрессионные зависимости для песков: а) ореховского; б) часов-ярского
201
На рис. 5.3 представлена физическая модель процесса литья в форме из песка. Условия статического равновесия системы форма—модель—металл во время ее заливки рассматриваются в трех зонах.
У
Рис. 5.3. Физическая модель ЛГМ в форме из песка (а); схема действующих сил на границе модель—металл—форма (б); схема к расчету силы фильтрации газа в форме (в): 1 — модель; 2 — кварцевый песок; 3 — опока; 4 — металл
Первая зона — участок а-б на рис. 5.3, б. Условие недеформируемости границы модель—форма можно записать без учета сил трения песка о модель:
ом^м>о2^, (5.1)
где <тм — допустимое напряжение сжатия материала модели; ^м — площадь взаимодействия формы с моделью; <т2 — боковое давление со стороны формы.
Между боковым <т2 и вертикальным <71 давлениями в условиях предельного напряженного состояния существует соотношение [8]:
202
?^ = 1ё2[45°-^|. (5.2)
а,
¦1 \ ~,
С учетом (5.2) условие (5.1) запишется:
Л
ам=У^2 45°-|
(5.3)
Если принять у = 1,7 г/см3, (р = 46°, ам= 1 кг/см2, то расчет по уравнению (5.3) даст величину 2 = 3,6 м, что не встречается в практике литья по газифицируемым моделям. Следовательно, недеформируемость модели обеспечивается ее жесткостью.
Вторая зона — участок б-в. Условием недеформируемости границы форма—зазор 8 будет неравенство
> а2^5, (5.4)
где Ф — объемная сила фильтрации газа; Р8 — площадь поверхности взаимодействия формы в зазоре 8; ? — путь фильтрации.
Для определения силы фильтрации выделим в стенке формы трубку тока (рис. 5.3, в) длиной площадью со и рассмотрим силы, действующие на скелет трубки при фильтрации газа:
• давление газа Рсо в сечении т, где Р — давление на единицу
площади;
давление газа | Р + —аЬ дБ
со в сечении п трубки, где
дР
Р +—(?8 — приращение давления газа на длине <#>;
аз
• воздействие скелета песка на газ или тормозящая сила /чойй1, где ^ — интенсивность тормозящей силы, а со?#> — объем элементарной трубки тока.
Так как плотность и скорость газа невелики, инерционными и гравитационными силами можно пренебречь. Если спроектировать все действующие силы в трубке тока на ось у, то получится уравнение:
Рсо-
дР Л Р +—05 со + ^со^ = 0 Э5
203
После раскрытия скобок и упрощения получится простое дифференциальное уравнение
дР
-— 4^ = 0, (5.5) дЬ
решение которого при начальных условиях Рф = 0, = 0 будет иметь вид:
ф = _^=_±. (5.6) С учетом (5.6) уравнение (5.4) примет окончательный вид:
Рф>а2=у21§^45°-^1. (5.7)
Если принять г= 30 см, у = 1,7 г/см3, <р = 46°, то Рф = 83 мм вод. ст. Такое давление в зазоре 8 при данном методе литья вполне реально.
Третья зона — участок формы в-г. Равновесие границы металл—форма имеет важное значение, т. к. недеформируемость этой зоны определяет точность отливки. По аналогии с действующими силами в первой и второй зонах условие равновесия в данной зоне запишется:
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 108 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed