Selama lebih dari 5 tahun kami telah menggunakan simulasi numerik sebagai metode untuk menyelesaikan berbagai masalah teknik:
- penentuan parameter proses teknologi yang tidak dapat diukur selama uji lapangan;
- evaluasi efisiensi peralatan dan teknologi yang direncanakan untuk digunakan;
- mempromosikan produk baru dan unik kepada pelanggan;
- penentuan persyaratan untuk karakteristik mekanis bahan yang menjanjikan dalam teknologi masa depan
Saya, Oleg Kopaev , bertanggung jawab atas pemodelan numerik di Severstal, dan hari ini saya sampaikan kepada Anda pilihan proyek paling menarik yang telah kami selesaikan selama setahun terakhir.
Simulasi - kemampuan untuk mempelajari aliran baja cair di tundish di pabrik pengecoran kontinu
Menguji berbagai hipotesis- salah satu bidang pekerjaan kami yang paling banyak diminati. Selalu ada banyak ide "terobosan" di sekitar: "pesaing kita telah mencapai ...", "teknologi masa depan disajikan di konferensi ...", "startup teknologi baru ...", beberapa di antaranya terlihat sangat menarik secara ekonomi. Ada berbagai cara untuk memeriksa ide mana yang dapat diterapkan di perusahaan kita dan akan memberikan keuntungan yang ditargetkan, dan mana yang tidak. Anda dapat mengambil kesempatan, menghabiskan uang dan menguji ide dalam kerangka produksi percontohan. Anda dapat mengatur R&D dengan mitra eksternal dan berharap semoga sukses dalam memilih kontraktor. Namun, pengalaman praktis menunjukkan bahwa yang paling efektif adalah studi independen atas inisiatif semacam itu oleh kekuatan departemen khusus perusahaan. Dan di sini, pemodelan numerik menjadi bagian integral dari proses pengambilan keputusan,yang memungkinkan Anda menguji kinerja sebuah ide dengan waktu dan uang yang relatif sedikit.
Pendekatan ini digunakan oleh kami dalam sebuah proyek untuk menilai kemungkinan gulungan pipa baja pada kumparan. Pipa baja dalam gulungan banyak digunakan dalam konstruksi dan perbaikan sumur gas dan minyak. Mereka memungkinkan Anda untuk menghemat perakitan / pembongkaran tali bor. Pipa ini diproduksi dengan diameter yang relatif kecil, hingga 100 mm. Kami ditanyai pertanyaan-pertanyaan berikut:
- Apakah mungkin untuk memproduksi dan memasok pipa ke pelanggan dalam gulungan dengan diameter lebih besar, misalnya, untuk pembangunan jaringan pipa lokal, membantu menghemat pengelasan?
- Berapa diameter maksimum dan ketebalan dinding yang dapat diberikan, dari jenis baja yang mana?
- Berapa banyak usaha yang diperlukan untuk melilitkan dan melepas pipa seperti itu?
- Kami dapat menjawab semua pertanyaan ini dengan membuat model elemen hingga yang mensimulasikan proses coiling dan memungkinkan kami untuk memvariasikan parameter kontrol proses.
Di sebelah kiri - parameter proses yang salah, kerusakan lokal dan kerusakan pipa. Di sebelah kanan - pipa dengan diameter 219 mm dan ketebalan dinding 6,5 mm dililitkan ke drum dengan diameter 4 meter.
Yang terpenting, kami menyukai proyek tentang ledakan dan kehancuran , jadi kami senang untuk mulai membuat model untuk pengujian poligon pipa berdiameter besar. Perusahaan yang mengoperasikan pipa gas utama tertarik pada fakta bahwa dalam keadaan darurat (Anda dapat mencari gambar dan video di Google untuk permintaan "ledakan pada pipa gas") bagian dari pipa dengan panjang minimum yang dapat diperbaiki dengan cepat adalah hancur.
Sekarang, uji lapangan skala besar sedang dilakukan untuk menilai ketahanan retak pipa. Artinya sederhana - bagian pipa dipasang di TPA, tekanan tinggi dibuat di dalamnya, muatan berbentuk diledakkan di bagian tengah bagian uji pipa, panjang retakan yang terbentuk di setiap arah ditentukan.
Tata letak umum area uji
Sayangnya, hasil pengujian selalu sulit untuk diprediksi, karena sekarang tidak ada hubungan yang jelas antara sifat laboratorium logam pipa dan keberhasilan pengujian lapangan. Untuk mengetahui apakah jenis baja yang dipilih sesuai, kita perlu melebur (setidaknya 350 ton baja), menggulung lembaran, membuat pipa dari mereka, mengirimkannya ke tempat pembuangan sampah, dan baru kita bisa mengetahui hasilnya.
Tugas pemodelan adalah membuat suatu perkakas yang berdasarkan uji laboratorium terhadap suatu lembaran baja, akan memungkinkan untuk menentukan hasil uji lapangan dengan akurasi tinggi.
Hasil tes virtual. Bergantung pada sifat mekanik pipa, retakan dapat merambat secara linier atau memutar kembali
Kami berhasil membuat alat semacam itu, dan kami sedang melakukan uji virtual pipa baja X100 terkuat kami untuk pipa gas utama, pipa ini belum digunakan di Rusia. Selain itu, kami berencana mengembangkan metode untuk menghitung ketahanan pipa terhadap perambatan retak berdasarkan uji laboratorium dan menawarkannya kepada mitra dan pelanggan kami.
Di antara tugas kami adalah perhitungan proses pembentukan logam, yang lebih umum untuk metalurgi besi. ... Perhitungan proses semacam itu dilakukan, mungkin, oleh setiap siswa yang belajar dalam spesialisasi profil, banyak buku dan disertasi telah ditulis. Namun karena berbagai alasan, penghitungan ini sering menggunakan asumsi dan penyederhanaan yang signifikan, misalnya: "gulungan silinder", "gulungan benar-benar kaku", "rangka penyangga benar-benar kaku", "geometri gulungan konstan".
Penyederhanaan seperti itu tidak akan memungkinkan kami untuk melakukan proyek lain - untuk menentukan profil gulungan optimal dari dudukan pabrik penggilingan panas, yang memungkinkan kami untuk meminimalkan tekanan pada gulungan dan kemungkinan kegagalan gulungan. Oleh karena itu, dalam model kami:
- geometri dan pengoperasian dudukan sesuai dengan kenyataan;
- tempat tidur dapat diubah bentuk;
- gulungan diprofilkan;
- gulungan dapat dideformasi, gaya anti-lentur diterapkan pada gulungan kerja;
- keausan permukaan gulungan selama kampanye bergulir diperhitungkan.
Model penyangga hot rolling mill
Alat yang dibuat memungkinkan untuk mempelajari secara detail proses pemuatan dan keausan gulungan kerja hot rolling mill, dan untuk mengembangkan profil yang lebih efisien.
Distribusi tekanan di gulungan kerja (kiri) dan area deformasi plastik (kanan) di awal dan akhir kampanye bergulir
Dalam beberapa tahun terakhir, departemen perbaikan perusahaan dan pelanggan kami telah mengembangkan permintaan untuk menganalisis proses keausan peralatan oleh media massal . Kami melakukan pekerjaan percontohan pada topik ini bersama dengan mitra kami, KADFEM CIS, dalam produk perangkat lunak baru yang disebut Rocky.
Dalam ekstraksi mineral, banyak digunakan truk pengangkut tambang dengan daya dukung tinggi, yang setiap hari melakukan puluhan perjalanan, termasuk memuat bijih atau batuan sisa, pengangkutan dan pembongkaran. Media curah yang diangkut sangat abrasif, oleh karena itu bak truk pengangkut dilapisi dengan baja tahan aus khusus dari dalam, tetapi bahkan memerlukan penggantian secara teratur.
Perusahaan pertambangan tertarik untuk mengurangi keausan lapisan dan meningkatkan umur layanannya. Ada dua tindakan utama:
- penggunaan bahan yang lebih tahan aus;
- optimalisasi geometri lapisan dan / atau penggunaan berbagai skema yang mengubah sifat pergerakan media curah di atas permukaan.
Untuk menilai efektivitas penggunaan berbagai baja dan solusi geometris, kami telah membuat dan mengembangkan model proses operasi tubuh. Secara paralel, truk sampah dengan elemen pelapis eksperimental mengangkut bijih besi hari demi hari dan mendekati momen perbandingan hasil perhitungan dan percobaan.
Proses pembongkaran batuan dari bak truk pengangkut pertambangan
Distribusi energi yang dihabiskan untuk keausan lapisan bak
Bagi mereka yang menyukai informasi teknis, saya ingin memberi tahu Anda bahwa kami menggunakan SIMULIA Abaqus, Ansys CFD, perangkat lunak Autoform, stasiun penyelesaian Dell dan Lenovo, yang terbaru memiliki 64 core dan 256 GB RAM. Pemindai 3D optik sangat berguna. Untuk menentukan sifat fisik dan mekanik material, kami menggunakan laboratorium kami sendiri dan laboratorium mitra kami, kami secara aktif membagikan data material dengan pelanggan kami. Satu proyek dapat memakan waktu dari satu jam hingga beberapa bulan.
Kami masih memiliki banyak proyek berbeda dalam pengerjaan dan rencana. Umpan balik dan komentar Anda akan membantu kami menulis lebih sering dan menawarkan informasi menarik dengan ilustrasi.