Numerična analiza hitrega strjevanja NiTi zlitine: vpliv robnih pogojev

Povzetek

Delo obravnava vpliv temperaturnih robnih pogojev na strjevanje NiTi zlitine s pomočjo numerične simulacije. Zlitina je obravnavana kot nestisljiva tekočina, kjer se toplota prenaša s prevajanjem in prestopom, vključno s pojavom fazne spremembe. Numerično modeliranje fazne spremembe je izvedeno z izboljšanim pristopom, imenovanim formulacija entalpija-poroznost. Pri tem pristopu je območje vmesnega faznega stanja tekoče-trdno obravnavano kot porozno območje s poroznostjo, ki je enaka deležu tekoče faze. Numerični model temelji na metodi končnih volumnov, pri čemer sta tlačno in hitrostno polje povezana s SIMPLER algoritmom. Numerična simulacija podaja strjevanje NiTi zlitine v geometriji epruvete, ki je v prvem primeru po cilindričnem delu oboda idealno izolirana (adiabatni pogoj) in v drugem primeru se preko te površine hladi zaradi okoliškega zraka. V rezultatih so predstavljeni hitrostno in temperaturno polje, kakor tudi deleži posameznih faz NiTi zlitine med procesom strjevanja. Iz rezultatov je razviden precejšen vpliv različnega robnega pogoja na hitrostno in temperaturno polje, kar posledično vpliva tudi na strjevanje zlitine. Analiza je pokazala, da je ohlajanje preko stene epruvete eden izmed vplivnejših parametrov strjevanja zlitine in ga zato ne smemo zanemariti.