Simulation of thermophysical and physico-chemical processes occurring at coating formation in electron-beam technologies of surface modification of metallic materials

Knyazeva, A. G.; Pobol, І. L.; Гордиенко, А. И.; Демидов, В Н; Kryukova, Olga; Oleschuk, I.G.

doi:10.1016/j.physme.2007.08.010

Cited by 19 publications

(3 citation statements)

References 2 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The result of solving the spectral problem can be a set of eigenvalues and eigenvectors of a discrete analogue of the original problem, while the smallest positive value is taken as critical. Similar problems with the study of temperature effects were considered in works (Knyazeva et al, 2007;Riedlbauer et al, 2012;Keller et al, 2013;Lurie et al, 2015;Formalev and Kolesnik, 2018;Rabinsky and Tushavina, 2019a;Rabinskiy and Tushavina, 2019b;Formalev and Kolesnik, 2019).…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 77%

Validation of Methodology for Modeling Effects of Loss of Stability in Thin-Walled Parts Manufactured Using SLM Technology

Dobryanskiy¹,

Rabinskiy²,

Tushavina³

2019

PTQ

View full text Add to dashboard Cite

Additive manufacturing technologies make it possible to manufacture any product in layers based on a 3D computer model, but this issue is understudied. Therefore, this paper considers the problem of describing the effects of buckling arising in the three-dimensional printing of products containing elements whose length significantly exceeds their thickness or the characteristic size of the cross section. The behavior of these elements, from the point of view of material mechanics, can be described using models of plates or beams. In this study, we compare the results of calculations obtained using the model of non-stationary thermal conductivity and thermos-elasticity with experimental data for a specific element of printed product in which stability loss occurs. It was concluded that, at the initial moments of time, the lowest critical impact coefficient is realized, which in turn makes it the most dangerous phenomenon. The possibility of changing print parameters and product geometry to exclude the mentioned effects has been investigated. The considered structural element may lose stability during the building process. The results of solving the spectral problem indicated that over time the value of the critical effect decreases and asymptotically tends to a fixed minimum value.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 77%

Validation of Methodology for Modeling Effects of Loss of Stability in Thin-Walled Parts Manufactured Using SLM Technology

Dobryanskiy¹,

Rabinskiy²,

Tushavina³

2019

PTQ

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In the study of residual stress strain behavior, it can be used an assumption about the insignificant influence of trajectory of the heating source (laser or electronic beam) on the surface of the product (Knyazev et al, 2007…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical Modeling and Software for Determining the Static and Linkage Parameters of Growing Bodies in the Process of Nonstationary Additive Heat and Mass Transfer

Kuznetsova¹,

Rabinskiy²

2019

PTQ

View full text Add to dashboard Cite

Currently, methods of three-dimensional printing of products from polymer, metal and ceramic materials are widely used. Layer-by-layer synthesis technologies make it possible to obtain high-quality products with sufficiently high mechanical characteristics close to those realized using traditional technological processes. A related problem is solved, including calculating the temperature in the product and the operation area surrounding it in a flat setting based on two different approaches. For a layer-by-layer extensible body, the unsteady heat conduction problem is stated. At each step, the height of the computational region increases due to the filling of a new layer of powder. One time step of the calculation is determined by the interval between two consecutive passes of the laser. The temperature distribution found at each step is used as the initial conditions for the calculations at the next step. The temperature field obtained as a result of solving the problem that is implemented in the product in question with a step of 1000 (after applying and melting 1000 layers) is further compared with the solution of the quasi-stationary problem for the finite dimensions product. Using the example of the simple geometry taken, it is shown that a quasi-stationary solution can provide a satisfactory estimate of the macroscopic thermal state of the growing product.

show abstract

“…Известны работы, в которых моделируется влияние формы энергетического импульса на физиче-ские процессы в теле изделия [3,4]. Однако при всем разно образии энергетических методов поверхностного упрочнения определяющую роль для оценки возникающих полей температуры играют механизмы передачи тепла от поверхности в тело изделия.…”

unclassified

Mathematical Modeling of Thermal Processes at Surface Treatment of Metal Products With Highly Concentrated Energy Flows

Bazaikin¹,

Bazaikina²,

Осколкова³

et al. 2017

Izv. vysš. učebn. zaved., Čern. metall.

View full text Add to dashboard Cite

Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42) Аннотация. Поставлены и решены задачи моделирования термического эффекта воздействия энергетического импульса на поверхность пластины из сплава ВК10(КС). В качестве модельных выбраны задачи для однородных уравнений параболической и гиперболической теплопроводностей, волнового уравнения в цилиндрическом теле конечных размеров с граничными условиями III рода. Действие энергетического импульса от внешнего источника моделируется внезапным возникновением начальной высокой температуры на одном из торцов цилиндра, которая распределяется по его телу по законам, выражаемым различными уравнениями теплопроводности. Получены приближения температурных полей в виде отрезка функционального ряда из собственных функций задач, определены градиенты полей. Одновременное наличие в уравнении теплопроводности частных производных по времени первого и второго порядков (гиперболическое уравнение) и постановка задачи для него с граничными условиями III рода и начальным условием на торце цилиндра обеспечивают две моды решения задачи, обе диффузионного типа. Для значения времени релаксации теплового потока 10-11 с практически полное охлаждение цилиндрического образца (карбида вольфрама) по первой моде составляет минуты, по второй 10-10 с. Можно заключить, что моды решения задачи для уравнения гиперболической теплопроводности не соответствуют реальной картине распространения тепла. Однако линейная комбинация этих мод как решение задачи сохраняет возможность получить диффузионную динамику, адекватную реальному процессу. Градиенты температурного поля в решениях задач для уравнения параболической теплопроводности и волнового уравнения находятся в одном порядке значений. Температурное поле бегущей тепловой волны для нескольких первых ее отражений в экспериментальных образцах следует принимать в расчет при оценке фазовых превращений и температурных напряжений. Результаты теоретического анализа сопоставлены с изменениями микроструктуры приповерхностного слоя пластины из сплава ВК10(КС), подвергнутой электровзрывному нагружению плазмой титановой фольги.

show abstract

Simulation of thermophysical and physico-chemical processes occurring at coating formation in electron-beam technologies of surface modification of metallic materials

Cited by 19 publications

References 2 publications

Validation of Methodology for Modeling Effects of Loss of Stability in Thin-Walled Parts Manufactured Using SLM Technology

Validation of Methodology for Modeling Effects of Loss of Stability in Thin-Walled Parts Manufactured Using SLM Technology

Numerical Modeling and Software for Determining the Static and Linkage Parameters of Growing Bodies in the Process of Nonstationary Additive Heat and Mass Transfer

Mathematical Modeling of Thermal Processes at Surface Treatment of Metal Products With Highly Concentrated Energy Flows

Contact Info

Product

Resources

About