Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Modelowanie krystalizacji odlewów
Tok studiów:
2017/2018
Kod:
OM-2-314-OD-s
Wydział:
Odlewnictwa
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Odlewnictwo
Kierunek:
Inżynieria Procesów Odlewniczych
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Burbelko Andriy (abur@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Burbelko Andriy (abur@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Cele, możliwości, teoria i praktyka zastosowania modelowania komputerowego krzepnięcia odlewów w przemyśle odlewniczym. Zastosowanie symulacji komputerowych do sprawdzenia poprawnosci teghnologii

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student wie i rozumie podstawy teoretyczne modelowania komputerowego krystalizacji stopów odlewniczych (CAST CAE) M2A_W23, M2A_W32 Aktywność na zajęciach
Umiejętności
M_U001 Student potrafi interpretować wyniki symulacji komputerowej, a na ich podstawie potrafi podejmować decyzje o ewentualnych korektach technologii wykonania odlewu. M2A_U12, M2A_U15, M2A_U18 Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne
M_K001 Student, który zaliczył moduł (przedmiot), umie analizować wyniki modelowania krzepnięcia odlewów a na tej podstawie oceniać poprawność wybranej technologii wykonywania odlewów. M2A_K02, M2A_K05 Aktywność na zajęciach
M_K002 Student rozumie możliwości oprogramowania typu CAST CAE, korzyści, który uzyskuje odlewnia z ich wykorzystania, oraz potrafi (po zapoznaniu się ze szczegółami interfejsu) pracować z oprogramowaniem typu CAST CAE. M2A_K02, M2A_K05 Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student wie i rozumie podstawy teoretyczne modelowania komputerowego krystalizacji stopów odlewniczych (CAST CAE) + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi interpretować wyniki symulacji komputerowej, a na ich podstawie potrafi podejmować decyzje o ewentualnych korektach technologii wykonania odlewu. + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student, który zaliczył moduł (przedmiot), umie analizować wyniki modelowania krzepnięcia odlewów a na tej podstawie oceniać poprawność wybranej technologii wykonywania odlewów. + - + - - - - - - - -
M_K002 Student rozumie możliwości oprogramowania typu CAST CAE, korzyści, który uzyskuje odlewnia z ich wykorzystania, oraz potrafi (po zapoznaniu się ze szczegółami interfejsu) pracować z oprogramowaniem typu CAST CAE. + - - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Cel, zakres i możliwości modelowania komputerowego.
Charakterystyka metod numerycznych.
Klasyfikacja sposobów modelowania krzepnięcia odlewów.
Warunki jednoznaczności w modelowaniu krystalizacji.
Uwzględnienie ciepła przemian fazowych i zmienności parametrów termo-fizycznych.
Możliwości i charakterystyka komercyjnych pakietów oprogramowania CAST CAE.
Modelowanie krystalizacji w warunkach nierównowagowych, uwzględnienie zarodkowania i wzrostu kryształów.
Modelowanie zabieleń w odlewie żeliwnym.
Modelowanie tworzenia się porowatości.
Symulacja numeryczna specjalistycznych technologii odlewniczych.

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Podstawy pracy z oprogramowaniem komercyjnym typu CAST CAE
2. Import i naprawa geometrii. Generowanie siatki.
3. Opis warunków jednoznaczności.
4. Uruchomienie obliczeń i kontrola przebiegu symulacji
5. Analiza wyników modelowania i przygotowanie sprawozdań.
6. Wnioskowanie o korektach lub poprawności technologii.
7. Modelowanie specjalnych procesów technologicznych wykonania odlewów.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 40 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w wykładach 15 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest obliczana na podstawie aktywności studenta na wykładach i wykonania zadań laboratoryjnych (50:50).

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Student posiada podstawową wiedzę w zakresie obsługi komputera.
Student zna i rozumie podstawowe pojęcia związane z krystalizacją odlewów.
Student zna i rozumie podstawy techniki cieplnej i termodynamiki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. S. Wiśniewski, T.S. Wiśniewski: Wymiana ciepła, WNT 1994
2. E. Fraś: Krystalizacja metali, PWN, W-wa, 2003
3. W. Kapturkiewicz: Modelowanie krystalizacji odlewów żeliwnych. Wyd. Akapit, 2003
4. A. Burbelko: Mezomodelowanie krystalizacji metodą automatu komórkowego. Seria Rozprawy
Monografie, nr 135, Kraków, UWND, 2004.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1)A.A. Burbelko, J. Początek, M. Królikowski: Application of Averaged Voronoi Polyhedron in the Modelling
of Crystallisation of Eutectic Nodular Graphite Cast Iron. Archives of Foundry Engineering. Vol. 13, Iss. 1,
2013, p.134-140.
2)A.A. Burbelko, D. Gurgul, W. Kapturkiewicz, J. Początek, M. Wróbel: Stochastic nature of the casting
solidification displayed by micro-modelling and cellular automata method. Solid State Phenomena. Vol.
197, 2013, pp. 101-106.
3)D. Szeliga, K. Kubiak, A. Burbelko, R. Cygan, W. Ziaja: Modelling of grain microstructure of IN-713C
castings. Solid State Phenomena. Vol. 197, 2013, pp. 83-88.
4)D. Gurgul, A.Burbelko, M.Górny, W. Kapturkiewicz: Thin wall ductile iron castings modeling by cellular
automaton. in: EPD Congress 2013, ed. by M.L. Free, A.H. Siegmund. TMS (The Minerals, Metals &
Materials Society), John Wiley & Sons, Inc., 2013, p. 47-54.
5)A. Burbelko, J. Początek: Averaged Voronoi polyhedron in the diffusion controlled solidification
modeling. The TMS 2013 Annual Meeting Supplemental Proceedings. TMS (The Minerals, Metals &
Materials Society), John Wiley & Sons, Inc., 2013, p. 523-530.
6)Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń termodynamicznych w procesach
metalurgicznych : metoda CALPHAD — [The use of computer programs for thermodynamic calculations
in metallurgy processes : the CALPHAD method] / oprac. A. Burbelko, M. Wróbel // W: Procesy
metalurgiczne i odlewnicze stopów żelaza : podstawy fizykochemiczne / Mariusz Holtzer. — Warszawa :
3 / 5
Karta modułu – Modelowanie krystalizacji odlewów
Wydawnictwo Naukowe PWN, 2013. — ISBN: 978-83-01-17362-3. — S. 512–542.
7)A. Burbelko, J. Początek: Application of Averaged Voronoi Polyhedron in the modeling of peritectic
transformation. W: CSSCR2013 : the 3rd international symposium on Cutting edge of Computer
Simulation of Solidification, Casting and Refining : May 20–23, 2013, Stockholm, Sweden and Helsinki,
Finland : abstracts book. — [Finland : s. n.], 2013. — S. 45
8)W. Kapturkiewicz, A. Burbelko, M.Górny: Computer modeling of ductile iron solidification for thin
walled casting. W: CSSCR2013 : the 3rd international symposium on Cutting edge of Computer
Simulation of Solidification, Casting and Refining : May 20–23, 2013, Stockholm, Sweden and Helsinki,
Finland : abstracts book. — [Finland : s. n.], 2013. — S. 81–82
9)D. Gurgul, A. Burbelko, M. Wróbel, W. Kapturkiewicz, E. Guzik: Numerical forecasting of density
changes of nodular cast iron during solidification by cellular automaton. W: CSSCR2013 : the 3rd
international symposium on Cutting edge of Computer Simulation of Solidification, Casting and Refining
: May 20–23, 2013, Stockholm, Sweden and Helsinki, Finland : abstracts book. — [Finland : s. n.], 2013.
— S. 126.
10)A. Burbelko, J. Początek, D. Gurgul, M. Wróbel: Using of the Averaged Voronoi Polyhedron for the
uninodular solidification modeling : [abstract] W: Solidification and gravity’13 : sixth international
conference : Miskolc–Lillafüred, Hungary, September 2–5, 2013. — [Miskolc : University of Miskolc],
2013. — S. 27. — Bibliogr. s. 27
11)A. Burbelko, D. Gurgul, W. Kapturkiewicz, E. Guzik: Modeling of the density changes of nodular cast
iron during solidification by CA-FD method : [abstract] W: Solidification and gravity’13 : sixth
international conference : Miskolc–Lillafüred, Hungary, September 2–5, 2013. — [Miskolc : University of
Miskolc], 2013. — S. 45.
12)M. Wróbel, A. Burbelko, D. Gurgul: Modelowanie zmian gęstości żeliwa sferoidalnego podczas
krystalizacji za pomocą automatu komórkowego — Modelling of change in density of nodular cast iron
during solidification using cellular automaton. W: XLI Szkoła Inżynierii Materiałowej : Kraków – Krynica,
24–27 IX 2013 : monografia / pod red. Jerzego Pacyny ; Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława
Staszica w Krakowie. Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej. — Kraków : Wydawnictwo
Naukowe AKAPIT, 2013 + dysk Flash. — Na okł. tyt.: Prace XLI Szkoły Inżynierii Materiałowej. — ISBN:
978-83-63663-35-3. — S. 369–373.
13)R. Dańko, J. Dańko, A. Burbelko, M. Skrzyński: Core blowing process – assessment of core sands
properties and preliminary model testing. Archives of Foundry Engineering / Polish Academy of
Sciences. Commission of Foundry Engineering. — 2014, vol. 14, iss. 1, s. 25–28
14)A. A. Burbelko, J. Początek: Analiza rozkładu węgla w ziarnie eutektycznym żeliwa sferoidalnego
metodą uśrednionego wielościanu Voronoia. Archives of Foundry Engineering / Polish Academy of
Sciences. Commission of Foundry Engineering. — 2013 vol. 13 spec. iss. 2, s. 29–34
15)A. A. Burbelko, D. Gurgul, M. Królikowski, M. Wróbel: Cellular automaton modeling of ductile iron
density changes at the solidification time. Archives of Foundry Engineering / Polish Academy of
Sciences. Commission of Foundry Engineering. — 2013 vol. 13 iss. 4, s. 9–14
16)D. Szeliga, K. Kubiak, A. Burbelko, M. Motyka, J. Sieniawski: Modeling of Directional Solidification of
Columnar Grain Structure in CMSX-4 Nickel Based Superalloy Casting. in: Journal of Materials
Engineering and Performance. 2014, vol. 23, no. 3, p. 1088-1095, DOI: 10.1007/s11665-013-0820-8
17)W. Kapturkiewicz, A. Burbelko, M. Górny: Undercooling, Cooling Curves and Nodule Count for Neareutectic
Thin-walled Ductile Iron Castings. In: ISIJ International, 2014, Vol. 54, No. 2, pp. 288–293, DOI:
http://dx.doi.org/10.2355/isijinternational.54.288
18)A.A. Burbelko, J. Początek, D. Gurgul, M. Wróbel: Using of the Averaged Voronoi Polyhedron for the
Equiaxed Solidification Modeling. In: Materials Science Forum, Vols. 790-791 (2014) pp. 91-96,
Doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.790-791.91
19)A.A. Burbelko, D. Gurgul, W. Kapturkiewicz, E. Guzik: Modeling of the Density Changes of Nodular
Cast Iron During Solidification by CA-FD Method. In: Materials Science Forum, Vols. 790-791 (2014) pp.
140-145, DOI:10.4028/www.scientific.net/ MSF.790-791.140
20)A. Burbelko, J. Początek, D. Gurgul, P. Malatyńska, M. Wróbel: Averaged Voronii polyhedron in the
peritectic transformation modelling. Inżynieria Materiałowa. 2014, nr 2, 97-101.
21)A. Burbelko, J. Początek, D. Gurgul and M. Wróbel: Micromodeling of the Diffusion-Controlled
Equiaxed Peritectic Solidification. Steel Research Int. 2014, 6, 1010-1017. DOI: 10.1002/srin.201300174
22)M. Wróbel, A. Burbelko: Metoda CALPHAD – nowoczesna technika pozyskiwania danych
termodynamicznych. Archives of Foundry Engineering, 2014, V. 14, Special Issue 3, 79-84.
23)A. Burbelko, J. Początek: Modelowane wzrostu dyfuzyjnego ziaren równoosiowych metodą
uśrednionego wielościanu Voronoia. Archives of Foundry Engineering, 2014, V. 14, Special Issue 3, 15-
20.
24)A.A. Burbelko, D. Gurgul, W. Kapturkiewicz, M. Wróbel, M. Królikowski: Możliwości mikromodelowania
krystalizacji żeliwa z grafitem kulkowym. Polska Metalurgia w latach 2011-2014. Monografia. Red. K.
Świątkowski. Komitet Metalurgii PAN. Kraków, 2014. 407-420.
25)M. Królikowski, A. Burbelko, D. Kwaśniewska-Królikowska: Wykorzystanie tomografii komputerowej w
4 / 5
Karta modułu – Modelowanie krystalizacji odlewów
defektoskopii odlewów z żeliwa sferoidalnego, Archives of Foundry Engineering, 2014, V. 14, Iss 4., pp.
71-16.
26)A. Burbelko, W. Kapturkiewicz: Undercooling, cooling curves and nodule count for hypo-, hyper- and
eutectic thin-walled ductile iron castings. In.: Advances in the Science and Engineering of Casting
Solidification. An MPMD Symposium Honoring Doru Michael Stefanescu. TMS (The Minerals, Metals &
Materials Society), March 15-19, 2015, Orlando, Florida, USA, 2015, pp. 313-321.
27)A. Burbelko, D. Gurgul, E. Guzik, W. Kapturkiewicz: Cellular Automaton Simulation for Volume
Changes of Solidifying Nodular Cast Iron. Archives of Metallurgy and Materials, 2015, V. 60, Iss. 3B, pp.
2379-2384. DOI: 10.1515/amm-2015-0388.
28)M. Wróbel, A. Burbelko, D. Gurgul: Modelling of change in density of nodular cast iron during
solidification using cellular automaton. Archives of Metallurgy and Materials, 2015, V. 60, Iss. 4, pp.
2709-2713. DOI: 10.1515/amm-2015-0436.
29)M. Wróbel, A. Burbelko, D. Gurgul: Modelowanie początkowego etapu wzrostu austenitu z
przechłodzonej cieczy w układzie Fe-C-Si metodą pola fazowego. Archives of Foundry Engineering,
2015, V. 15, Iss. 4, pp. 159-162.
30)T. Wiktor, A. Burbelko: Symulacja spiętrzania stopu w komorze zimnokomorowej maszyny
ciśnieniowej. Archives of Foundry Engineering, 2015, V. 15, Iss. 4, pp. 151-154.

Informacje dodatkowe:

1. D.M. Stefanescu. Science and Engineering of Casting Solidification. II ed. Springer, 2009
2. J.A. Dantzig, M. Rappaz. Solidification. EPFL Press. 2009