The Effect of Mechanical Interactions Between the Casting and the Mold on the Conditions of Heat Dissipation: A Numerical Model

We present a description of the effects of thermal interactions, which take into account formation of a shrinkage gap, that affect the level of stresses in a system casting – mold. Calculations were carried out in our own computer program which is an implementation of the finite element method used to solve the equations describing a thermo-elastic-plastic model of material and the heat conduction, including solidification. In the computing algorithm we use our own criteria for mechanical interaction between the casting and mold domains. Our model of mechanical interactions between the casting and the mold allows efficient modeling of stresses occurring in the casting and an impact of development of the shrinkage gap on cooling course.

W artykule przedstawiamy opis oddziaływań cieplnych, uwzględniający tworzącą się szczelinę skurczową, które wpływają na poziom naprężeń w układzie odlew – forma odlewnicza. Obliczenia przeprowadzono we własnym programie komputerowym będącym implementacją metody elementów skończonych użytej do rozwiązania równań opisujących termosprężysto–plastyczny model materiału oraz przewodzenia ciepła z uwzględnieniem krzepnięcia. W algorytmie obliczeniowym wykorzystujemy własne kryteria wzajemnego oddziaływania mechanicznego obszarów odlewu i formy odlewniczej. Opracowany model oddziaływań mechanicznych między odlewem a formą odlewniczą pozwala na efektywne modelowanie naprężeń powstających w odlewie oraz wpływ rozwoju szczeliny skurczowej na przebieg stygnięcia.