Оценочно-аналитические выражения термомеханических параметров литейных форм и стержней из синтетических смесей с учетом ангармонизма

Abstract

При изучении поведения хрупких тел, какими являются стержни и формы из синтетических формовочных смесей, при изменении их линейных и/или объемных размеров важная роль принадлежит двум характеристикам материалов – коэффициенту Пуассона  и параметру Грюнайзена Gr. Первый из них (q) характеризует стремление материала сохранять в процессе упругой деформации свой первоначальный объем. Второй – параметр Gr является мерой ангармоничности сил, действующих между атомами (молекулами) твердого тела. На практике используется акустический параметр Grак и термодинамический Grт. Для синтетических смесей важную роль играет Grт, когда в форму заливается жидкий металл и возникает большой градиент температур на границе металл – форма (стержень), усадочные процессы, изменение линейных размеров. В работе предложены оценочно-аналитические выражения для оценки и расчета коэффициента надежности Nd литейных форм и стержней из синтетических смесей с учетом ангармонизма и использования параметра Грюнайзена GrL. Полученные зависимости позволяют прогнозировать возможность получения качественных отливок на стадии расчетов и разработки технологического процесса их изготовления. In the study of the behavior of brittle bodies, such as rods and molds from synthetic molding compounds, during changes of their linear and/or bulk sizes, two characteristics of materials are very important – the Poisson's ratio q and the Grüneisen parameter Gr. The first shows the tendency of the material to save its original volume during elastic deformation. The second parameter Gr is a measure of the anharmonicity of the forces acting between atoms (molecules) of a solid. In practice, the acoustic and the thermodynamic parameter are used. For synthetic mixtures plays an important role when the mold is filled with liquid metal and a large temperature gradient occurs on the border metal – mold (core), as well as shrink processes and changes in linear dimensions. The article presents assessment and analytical expressions for the evaluation and calculation of the safety factor of molds and cores made of synthetic mixtures, taking into account anharmonicity and using the Grüneisen parameter. The obtained dependences allow to predict the possibility of obtaining high-quality castings at the stage of making calculations and designing the technological process of their manufacture.