Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Analysis of influence of melting out parameters on thermal stresses occurring in ceramic molds

Jakub Białek

Abstract

The purpose of this paper is to investigate the influence of melting out parameters on thermal stresses occurring in the mold during this process. The research was qualitative and it was carried out using Ansys Mechanical APDL, which is a programme basing on finite element method (FEM). The analysis was conducted for specific geometry – turbine blade mold. In the introduction a process of investment casting was described. Basic FEM relations used in transient thermal analysis and thermal stress analysis were also mentioned. The main part contain a number of analyses performed for three types of geometry - 2D cross section (corresponding to plane stress state and plane strain state), simplified 3D geometry, full 3D geometry, and many different boundary conditions. The results of performed analysis were verified and compared. The main set of analyses differed in thermal convection parameters i.e. bulk temperature and film coefficient. The final results of these analyses were compared and discussed.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Jakub Białek (FPAE) Jakub Białek,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Analiza wpływu warunków wytapiania wosku na naprężenia cieplne w formach ceramicznych
Supervisor
Grzegorz Krzesiński (FPAE/IAAM) Grzegorz Krzesiński,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
18-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
88
Internal identifier
MEL; PD-3599
Reviewers
Grzegorz Krzesiński (FPAE/IAAM) Grzegorz Krzesiński,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Marek Tracz (FPAE/IAAM) Marek Tracz,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
metoda elementów skończonych, wymiana ciepła w stanie nieustalonym, naprężenia cieplne, metoda wosku traconego, odlewanie łopatek turbin
Keywords in English
finite element method, transient heat transfer, thermal stress, investment casting, turbine blades
Abstract in Polish
Przedmiotem pracy jest analiza wpływu warunków cieplnych wytapiania modelu z formy na naprężenia występujące w tej formie w trakcie trwania procesu. Analiza miała charakter głównie jakościowy, dokonano jej za pomocą wykorzystującego metodę elementów skończonych (MES) programu Ansys Mechanical APDL. Badania prowadzono dla konkretnej geometrii – formy służącej do odlewania łopatek turbin. We wstępie pracy opisano proces odlewania precyzyjnego metodą wosku traconego oraz przedstawiono podstawowe związki modelowania zagadnień nieustalonego przepływu ciepła i naprężeń cieplnych w metodzie elementów skończonych. Następnie analizowano modele przekroju w płaskim stanie naprężenia i płaskim stanie odkształcenia. Później, na podstawie geometrii tego samego przekroju, zbudowano uproszczony trójwymiarowy model warstwy. Na końcu badano pełną geometrię. Na każdym etapie wyniki analiz porównywano i weryfikowano poprawność zbudowanych modeli. Dla jednego z modeli przeprowadzono szereg analiz w celu określenia wpływu warunków cieplnych usuwania modelu z formy na naprężenia występujące w formie. Różne warunki nagrzewania zamodelowano przez zmiany współczynnika przejmowania ciepła na powierzchni formy i temperatury w jej otoczeniu. Wyniki zinterpretowano, wyciągnięto wnioski.
File
  • File: 1
    Jakub_Bialek_252228.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9360

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT4c3f2eea3f2f405093fca98f4c28a088/
URN
urn:pw-repo:WUT4c3f2eea3f2f405093fca98f4c28a088

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page