Loading...

Optimal Design of Feeding System in Steel Castings

Tavakoli, Ruhollah | 2009

2609 Viewed
  1. Type of Document: Ph.D. Dissertation
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 39727 (07)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Materials Science and Engineering
  6. Advisor(s): Davami, Parviz
  7. Abstract:
  8. n the present study, the optimal design of feeding system in steel sand-mold castings is considered. The first part of this research includes fundamental studies on the physics of shrinkage defect formation during the casting process. The results of these studies lead to new findings on the mechanism of shrinkage defect formation, effect of melt quality on the distribution of defects within the castings and the connection between shrinkage and gases defects. The theoretical analysis of thermal criterion functions for the prediction of shrinkage defects in castings and introducing new criterion function with fewer shortcomings can be accounted as the other finding of this part. A new model was introduced in the second part of this research for the purpose of optimal design of feeding system in the shape casting processes. In this model the optimal design problem is formulated as a point-wise constrained topology optimization problem. Unlike alternative methods, the presented method does not require any predesigned feeding system as an initial guess. Using the functional analysis on the infinite-dimensional function spaces, a numerically efficient method was introduced to solve the optimal design problem in this study. By using extensive numerical experiments, capabilities and limitations of the presented method were studied in the last part of this research
  9. Keywords:
  10. Niyama Criterion ; Risering ; Optimal Design ; Tensile Strength ; Plain Carbon Steel ; Thermal Criterion Function ; Shrinkage Defects Prediction ; Point-Wise Constrained Topology Optimization

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست مطالب
  • مقدمه
  • تئوری تشکیل عیوب انقباضی حین انجماد
    • ساختار حاصل از انجماد
    • تئوری جوانه زنی عیوب انقباظی و گازی حین انجماد
      • مدل کلاسیک جوانه زنی گیبس
      • مدل جوانه‌زنی توسعه‌یافته گیبس
      • مدل جوانه زنی انرژی گرادیان (مدل کان-هیلیارد)
      • مدلهای جوانه زنی غیر کلاسیک (تشکیل ناپیوستگی بدون جوانه زنی)
      • جمع بندی مدلهای جوانه زنی ارائه شده
      • بررسی تئوری-تجربی نحوه توزیع عیوب انقباضی-گازی در قطعات ریختگی
    • مروری بر توابع معیار پیش بینی عیوب انقباضی
    • آنالیز توابع معیار پیش بینی عیوب انقباضی
    • معرفی معیار حرارتی جدید برای پیش بینی عیوب انقباضی
  • مبانی طراحی سیستم تغذیه‌گذاری
  • مروری بر منابع طراحی بهینه سیستم تغذیه‌گذاری
    • مبانی طراحی بهینه سیستم تغذیه گذاری
  • مدلسازی مفهومی در این تحقیق
  • مدلسازی ریاضی در این تحقیق
    • معادلات حاکم
    • تخفیف سازی معادلات حاکم
    • بهینه سازی پیش از گسسته سازی
    • آنالیز حساسیت
  • مدلسازی عددی
    • گسسته سازی هندسی
    • گسسته سازی معادلات حاکم
    • مدیریت حافظه کامپیوتری حین بهینه سازی
    • جستجوی عمومی یک-بعدی
    • تصویر کردن در فضای کنترل
  • نتایج و بحث
    • بررسی صحت حل معادله انتقال حرارت
    • بررسی صحت عملکرد تابع معیار پیشنهاد شده
    • بررسی صحت الگوریتم در طراحی بهینه سیستم تغذیه‌رسانی
  • جمع‌بندی نتایج و چشم‌انداز تحقیقات آینده
    • جمع‌بندی نتایج
    • چشم‌انداز تحقیقات آینده
    • لیست مقالات منتشر شده
    • فهرست مراجع
...see more