Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Krzepnięcie i zasilanie odlewów
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
OIPO-2-313-OD-s
Wydział:
Odlewnictwa
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Odlewnictwo
Kierunek:
Inżynieria Procesów Odlewniczych
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż, prof. AGH Lelito Janusz (lelito@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł pozwala nabyć umiejętności w zakresie opisu procesów termokinetycznych w krzepnącym odlewie oraz budowania modeli matematycznych.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Zna zasady obliczeń parametrów procesu krzepnięcia odlewu. Potrafi analizować pole prędkości krzepnięcia i jego wpływ na strukturę wybranych stopów. Potrafi obliczać czas stygnięcia i krzepnięcia odlewu. IPO2A_W01, IPO2A_W04 Kolokwium,
Egzamin
M_W002 Potrafi analizować proces krzepnięcia węzłów cieplnych odlewu. Umie optymalizować kształt i wielkość nadlewów. IPO2A_W01, IPO2A_W06 Kolokwium
M_W003 Zna podstawowe modele matematyczne do obliczeń procesów stygnięcia i krzepnięcia metalu. Potrafi konstruować bilans cieplny dla różnych układów odlew-forma. IPO2A_W01, IPO2A_W02 Kolokwium
M_W004 Zna przybliżone zależności oipsujące proces krzepniecia w kokili. Rozumie matematyczny model procesu wymiany ciepła w układzie odlew-ochładzalnik. Potrafi projektować ochładzalniki wewnętrzne. IPO2A_W01, IPO2A_W02 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi dobierać parametry termofizyczne dla optymalizacji pola prędkości krzepnięcia odlewu. Potrafi analizować wpływ prędkości krzepnięcia na poprawę struktury wybranych stopów. IPO2A_U02, IPO2A_U07 Kolokwium
M_U002 Potrafi analizować proces krzepnięcia węzłów cieplnych odlewu. Umie optymalizować kształt i wielkość nadlewów, potrafi projektować ochładzalniki wewnętrzne i zewnętrzne. IPO2A_U06, IPO2A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Rozumie ideę pomiarów współczynnika przewodzenia ciepła . IPO2A_U02, IPO2A_U03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
75 30 30 15 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Zna zasady obliczeń parametrów procesu krzepnięcia odlewu. Potrafi analizować pole prędkości krzepnięcia i jego wpływ na strukturę wybranych stopów. Potrafi obliczać czas stygnięcia i krzepnięcia odlewu. + + - - - - - - - - -
M_W002 Potrafi analizować proces krzepnięcia węzłów cieplnych odlewu. Umie optymalizować kształt i wielkość nadlewów. + + - - - - - - - - -
M_W003 Zna podstawowe modele matematyczne do obliczeń procesów stygnięcia i krzepnięcia metalu. Potrafi konstruować bilans cieplny dla różnych układów odlew-forma. + + - - - - - - - - -
M_W004 Zna przybliżone zależności oipsujące proces krzepniecia w kokili. Rozumie matematyczny model procesu wymiany ciepła w układzie odlew-ochładzalnik. Potrafi projektować ochładzalniki wewnętrzne. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi dobierać parametry termofizyczne dla optymalizacji pola prędkości krzepnięcia odlewu. Potrafi analizować wpływ prędkości krzepnięcia na poprawę struktury wybranych stopów. + + - - - - - - - - -
M_U002 Potrafi analizować proces krzepnięcia węzłów cieplnych odlewu. Umie optymalizować kształt i wielkość nadlewów, potrafi projektować ochładzalniki wewnętrzne i zewnętrzne. + - + - - - - - - - -
M_U003 Rozumie ideę pomiarów współczynnika przewodzenia ciepła . + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 142 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 75 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Prezentacja modeli matematycznych opisujących procesy wymiany ciepła i masy w niestacjonarnym układzie termodynamicznym z ruchomymi granicami z odniesieniem do układu odlew – forma – otoczenie.
Omówienie metod rozwiązywania zadań brzegowo – początkowych wynikających z modeli wymiany ciepła i masy.
Przedstawienie metod obliczeń elementów układu zasilania krzepnącego odlewu.
Omówienie zasad wykorzystania opisu matematycznego do projektowania procesów technologicznych.

Ćwiczenia audytoryjne (30h):

Rozszerzenie zagadnień prezentowanych podczas wykładów z interaktywnym działaniem studentów.
Wymiana ciepła w układzie odlew-forma
Podstawowe pojęcia w procesach wymiany ciepła i krzepnięcia metalu. Typowe warunki brzegowe. Bilans energii. Analiza procesu nagrzewania form piaskowych.
Model procesu krzepnięcia w formie piaskowej. Okresy stygnięcia odlewu. Równania opisujące drugi i trzeci okres stygnięcia odlewu. Pojęcie i rodzaje modułów odlewu.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

Pomiar współczynnika przewodzenia ciepła otulin izolacyjnych dla nadlewów
Technika pomiarów temperatury. Badanie czasu krzepnięcia i parametrów termofizycznych formy piaskowej.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Podstawą zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest zaliczenia wszystkich sprawozdań na ocenę pozytywną, a w przypadku ćwiczeń audytoryjnych jest poprawne rozwiązanie zadań. Terminy zaliczenia poprawkowego ustalane są z prowadzącym. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu są poprawne oceny zarówno z ćwiczeń laboratoryjnych jak i audytoryjnych.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest średnią arytmetyczną z oceny z laboratorium, audytoryjnych i oceny z egzaminu.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Wszystkie zajęcia laboratoryjne i audytoryjne są obowiązkowe a każda nieobecność na nich musi być usprawiedliwiona. Ćwiczenia laboratoryjne, na których student był nieobecny musi je odrobić po ówczesnej konsultacji z prowadzącym.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Obecność na zajęciach laboratoryjnych i audytoryjnych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. W. Longa: Krzepnięcie odlewów. Wyd. Śląsk, 1985.
2. B. Mochnacki, J. S. Suchy: Modelowanie i symulacja krzepnięcia odlewów. PWN. W-wa 1993.
3. W. Longa, E. Urbanik, W. Kapturkiewicz: Stygnięcie i krzepnięcie odlewów. Laboratorium. Skrypt AGH nr 623. Kraków 1978.
3. A. Gradowski: Konspekt do ćwiczeń laboratoryjnych „Krzepnięcie odlewów” www.ptpo.agh.edu.pl
4. Materiały do ćwiczeń. www.ptpo.agh.edu.pl

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

B. Mochnacki, J. S. Suchy: Modelowanie i symulacja krzepnięcia odlewów. PWN. W-wa 1993
B. Mochnacki, J. S. Suchy: Numerical MEthods in Computations of Foundry Processes. PFTA Kraków, 1995
R. Hawranek, J. LELITO, J. S. Suchy, P. Żak: The simulation of a liquid cast iron flow through the gating system with filter — Symulacja przepływu ciekłego żeliwa w układzie wlewowym z filtrem. Archives of Metallurgy and Materials, 2009 vol. 54 iss. 2, s. 351–358.
J. Fourie, J. LELITO, P. L. ŻAK, P. K. KRAJEWSKI, W. Wołczyński: Numerical optimization of the gating system for an inlet valve casting made of titanium alloy — Numeryczna optymalizacja układu wlewowego dla odlewu zaworu dolotowego ze stopu tytanu. Archives of Metallurgy and Materials, 2015 vol. 60 iss. 3B, s. 2437–2446.
J. LELITO, P. L. ŻAK, A. L. Greer, J. S. SUCHY, W. K. KRAJEWSKI, B. GRACZ, M. SZUCKI, A. A. Shirzadi: Crystallization model of magnesium primary phase in the AZ91/SiC composite. Composites. Part B, Engineering, 2012 vol. 43 iss. 8, s. 3306–3309.
J. LELITO, P. L. ŻAK, B. GRACZ, M. SZUCKI, D. KALISZ, P. MALINOWSKI, J. S. SUCHY, W. K. KRAJEWSKI: Determination of substrate log-normal distribution in the AZ91/SiCp composite. Metalurgija = Metallurgy, 2015 vol. 54 no. 1, s. 204–206.
Janusz LELITO, Paweł L. ŻAK, Amir A. Shirzadi, A. Lindsay Greer, Witold K. KRAJEWSKI, Józef S. SUCHY, Katharina Haberl, Peter Schumacher: Effect of SiC reinforcement particles on the grain density in a magnesium-based metal-matrix composite: modelling and experiment. Acta Materialia, 2012 vol. 60 iss. 6–7, s. 2950–2958.
J. LELITO, P. ŻAK, J. S. SUCHY, W. KRAJEWSKI, A. L. Greer, P. Darlak: Experimental determination of grain density function of AZ91/SiC composite with different mass fractions of SiC and undercoolings using heterogeneous nucleation model. China Foundry, 2011 vol. 8 no. 1, s. 101–106.
Józef Szczepan SUCHY, Janusz LELITO, Beata GRACZ, Paweł Leszek ŻAK, Halina KRAWIEC: Modelling of composite crystallization. China Foundry, 2012 vol. 9 no. 2, s. 184–188.
M. SZUCKI, D. KALISZ, J. LELITO, P. L. ŻAK, J. S. SUCHY, K. W. KRAJEWSKI: Modelling of the crystallization front – particles interactions in ZnAl/(SiC)p composites. Metalurgija = Metallurgy, 2015 vol. 54 no. 2, s. 375–378.
J. LELITO, P. ŻAK, J. Sz. SUCHY: The grain nucleation rate of the AZ91/SiC composite based on Maxwell-Hellawell model — Szybkość zarodkowania ziaren dla kompozytu AZ91/SiC w oparciu o model Maxwella-Hellawella. Archives of Metallurgy and Materials, 2009 vol. 54 iss. 2, s. 347–350.

www.bg.agh.edu.pl

Informacje dodatkowe:

Obecność na wszystkich wykładach będzie premiowana podniesieniem oceny końcowej o 0,5 stopnia.