Projekti / Programi
Simulacije vročega valjanja za proizvodnjo jekel vrhunskih kvalitet
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.13.01 |
Tehnika |
Procesno strojništvo |
Večfazni sistemi |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.03 |
Tehniške in tehnološke vede |
Mehanika |
Jeklo, vroče valjanje, večfazni sistemi, velike deformacije, računalniška mehanika trdnin, lomna mehanika, mehanika poškodb, modeliranje na več merilih, brezmrežne metode, modeliranje in simulacija skozi proces, optimizacija.
Raziskovalci (15)
Organizacije (3)
Povzetek
Sofinancer projekta je mednardno priznani vrhunski slovenski izdelovalec jekla Štore Steel. Podjetje je globalno priznano zaradi vrhunskih izdelkov, ki se uporabljajo v avtomobilski, letalski, vesoljski, športni in vojaški industriji. Izdelke tovarna večinoma izvaža na zahtevne tuje trge, kjer izstopajo po tehnični dovršenosti in po preseganju standardov visoke kvalitete, postavljenih s strani kupcev. Vsebina projekta se nanaša na sosledje naših prejšnjih, uspešno zaključenih in v celoti financiranih industrijskih projektov za podjetje Štore Steel v obdobju 15.9.2015-30.6.2020. Ti projekti so se oslanjali na predhodno uspešno zaključen status mladega raziskovalca vodje tega projekta ter na predkonkurenčno znanje, pridobljeno v okviru projektov J2-4120 (2011-2014), J2-7384 (2016-2018), and L2-6775 (2014-2017) ki jih je vodil mentor Prof. Šarler. Vsi projekti so bili po zaključku glede na vse kriterije ocenjeni z izjemnimi rezultati. Našteti projekti so privedli do razvoja simulacijskega sistema za vroče valjanje jekel na podlagi modela rezine za pred valjanje in končno valjanje. Simulacijski sistem temelji na naši originalno razviti brezmrežni tehnologiji računanja za katero smo prejeli številne domače in mednarodne nagrade. Namen predlaganega aplikativnega projekta je nadaljnji razvoj in izboljšanje obstoječe simulacije sistema valjanja, ki se osredotoča na lomno mehaniko, mehaniko poškodb, teorijo deformacij in optimizacijo postopka. Za to je potrebno v simulacijski sistem dodati tudi fazo predgrevanja in ohlajanja po valjanju in sklopitev z modelom kontinuirnega ulivanja. V okviru projekta bo nadalje vzpostavljen integrirani večnivojski in večnamenski model valjanja, ki bo opisal pojave od peči za ponovno ogrevanje do ohlajanja gredic. Sklopljen bo z obstoječim večnivojskim modelom kontinuirnega ulivanja. Tako kompleksen model še ni bil razvit za specifično uporabo pri valjanju in bo vodilen v svetovnem merilu. Sklopitev prek več meril bo povezala procesne parametre, makrostrukturo, mikrostrukturo in fizikalne lastnosti izdelka. Več-ciljna optimizacija bo omogočala nastavitev in optimizacijo procesnih parametrov v odvisnosti od produktivnost valjanja, kvalitete izdelka in/ali vpliva na okolje. Makrostrukturni modeli bodo upoštevali mehaniko kontinuuma, sklopljene enačbe za gibanja in prenos toplote. Mikrostrukturni modeli bodo temeljili na empiričnih relacijah, pridobljenih z eksperimenti. Nastanek kakršnih koli razpok se predvideva na osnovi mehanike poškodb in prvotno nakazane razpoke bodo simulirane glede na lomno mehaniko. Modeli bodo ovrednoteni v tri dimenzionalni postavitvi z uporabo naših izvirno razvitih ter večkrat nagrajenih brezmrežnih metod. Numerična izvedba bo temeljila na enoviti programski platformi, ki bo razvita za potrebe tega projekta. Sistem bo uporabljal razcep območja. Tako bo izkoristil vzporedne računske zmožnosti modernih superračunalnikov, na katerih bo instaliran. Modeli bodo umerjeni z meritvami v industrijskih obratih in z laboratorijsko karakterizacijo materialov. Končni cilj modeliranja je napovedovanje lastnosti izdelka in evolucija napak ulivanja (posebej površinske in notranje razpoke) v odvisnosti od zapletenih procesnih parametrov ter ocenjevanje morebitnih sprememb projekta valjarne. Pričakovani učinki novega znanja so: izboljšana kakovost, povečanje kapacitet proizvodnje ter produktivnosti pri izdelavi širokega spektra izdelkov. Rezultati projekta bodo, tako kot v predhodnih projektih, implementirani v proizvodnjo, objavljeni v revijah z najvišjim faktorjem vpliva in predstavljeni v obliki ključnih predavanj na velikih mednarodnih konferencah.
