Detail projektu

Spojený tepelně-mechanický model tuhnutí oceli pro predikci vzniku trhlin v reálném čase.

Období řešení: 01.01.2019 — 31.12.2021

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty

- plně financující (2019-02-19 - 2021-12-31)

O projektu

Projekt je zaměřen na vývoj spojeného tepelně-mechanického modelu pro simulace plynule odlévaných ocelových předlitků. Model bude zahrnovat řešení solidifikace, mechanického napětí a přenosu tepla a hmoty v tuhnoucím ocelovém předlitku obsahující současně taveninu a pevnou fázi. Hlavní předností modelu bude jeho schopnost provádět výpočty v reálném čase. Výpočtové výkonnosti modelu bude dosaženo využítím masivní paralelizace kódu a jeho provádění na vysoce výkonných grafických kartách. Činnost modelu bude ověřena pomocí dat získaných z experimentálních měření. Model spolu s experimentálními daty bude následně použit pro návrh tepelně-mechanických kritérií, které budou umožňovat predikci vzniku trhlin a vad na základě informací o tepelně-napjatostním stavu předlitku.

Klíčová slova
přenos tepla;napětí a deformace;tepelné namáhání;tuhnoucí ocel; formování trhlin; reálný čas;

Označení

19-20802S

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Útvary

Energetický ústav
- příjemce (04.04.2018 - nezadáno)

Výsledky

ŠEBEK, F.; ZAPLETAL, J.; KUBÍK, P.; PETRUŠKA, J. Flow behaviour in compression test under various lubrication conditions. In Engineering Mechanics 2019. 2019. p. 351-354. ISBN: 978-80-87012-71-0.
Detail

ŠEBEK, F.; KUBÍK, P.; PETRUŠKA, J. Evaluation of damage accumulation for ductile materials. Engineering Mechanics 2022. 2022. p. 353-356. ISBN: 978-80-86246-48-2.
Detail

BŘEZINA, M.; MAUDER, T.; KLIMEŠ, L.; ŠTĚTINA, J.; NÁVRAT, T.; PETRUŠKA, J. Coupled real-time thermo-mechanical solidification model of continuously cast steel. In METAL - 2019 - Abstracts, 28th International Conference on Metallurgy and Materials. 1. Ostrava: Tanger s.r.o., 2019. p. 123-128. ISBN: 978-80-87294-92-5.
Detail

ŠTĚTINA, J.; BŘEZINA, M.; MAUDER, T.; KLIMEŠ, L. Construction design optimization of the secondary cooling zone for continuous casting. Conference Proceedings. 2019. p. 1-10.
Detail

KAVIČKA, F.; KATOLICKÝ, J.; MAUDER, T.; KLIMEŠ, L.; ŠTĚTINA, J. History of simulation of transient temperature fields of solidifying metals with phase change. In AIP Conference Proceedings. AIP Conference, 2019. p. 1-4. ISBN: 978-0-7354-1858-5.
Detail

KUBÍK, P.; ŠEBEK, F.; ZAPLETAL, J.; PETRUŠKA, J.; NÁVRAT, T. Ductile Failure Predictions for the Three-Point Bending Test of a Complex Geometry Made From Aluminum Alloy. Journal of Engineering Materials and Technology, 2019, vol. 141, no. 4, p. 1-12. ISSN: 0094-4289.
Detail

ŠEBEK, F.; KUBÍK, P.; PETRUŠKA, J.; ZAPLETAL, J. Non-associated flow rule in the prediction of complex stress states and deformations. In Experimental Stress Analysis 2019. 2019. p. 488-492. ISBN: 978-80-214-5766-9.
Detail

KAVIČKA, F.; KATOLICKÝ, J.; ŠTĚTINA, J.; MAUDER, T.; KLIMEŠ, L. Historie simulace nestacionárního teplotního pole tuhnoucích kovů při změně fáze a struktury. In Sborník přednášek z 56. slévárenských dnů. 1. Brno: Česká slévárenská společnost, z.s., 2019. s. 132-144. ISBN: 978-80-02-02882-6.
Detail

KAVIČKA, F.; KATOLICKÝ, J.; ŠTĚTINA, J.; MAUDER, T.; KLIMEŠ, L. Numerical analysis of the influence of thermophysical properties on calculation accuracy of solidification process. In Sborník přednášek z 56. slévárenských dnů. Brno: Česká slévárenská společnost, z.s., 2019. p. 145-153. ISBN: 978-80-02-02882-6.
Detail

KLIMEŠ, L.; CHARVÁT, P.; BOHUNSKÝ, T.; KLEMEŠ, J.; ŠTĚTINA, J. Possibilities for the reduction of water consumption in steel industry and continuous steel casting: An overview. Chemical Engineering Transactions, 2019, vol. 76, no. 1, p. 211-216. ISSN: 2283-9216.
Detail

KUBÍK, P.; PETRUŠKA, J.; VOSYNEK, P.; ŠEBEK, F. Lode dependent plasticity in the prediction of deformation states of tensile specimens. In 9th International Conference Materials Structure & Micromechanics of Fracture (MSMF9). Procedia Structural Integrity. 2019. p. 15-20. ISSN: 2452-3216.
Detail

KLIMEŠ, L.; BŘEZINA, M.; MAUDER, T.; CHARVÁT, P.; KLEMEŠ, J.; ŠTĚTINA, J. Dry cooling as a way toward minimisation of water consumption in the steel industry: A case study for continuous steel casting. Journal of Cleaner Production, 2020, vol. 275, no. 1, p. 123109-1 (123109-12 p.)ISSN: 0959-6526.
Detail

NÁVRAT, T.; HALABUK, D.; VOSYNEK, P. Efficiency of Plasticity Correction in the Hole-Drilling Residual Stress Measurement. Materials, 2020, vol. 13, no. 15, p. 1-15. ISSN: 1996-1944.
Detail

ŠTĚTINA, J.; BŘEZINA, M.; MAUDER, T.; KLIMEŠ, L.; NÁVRAT, T.; PETRUŠKA, J.; KOVÁŘ, J. PREDICTION OF SURFACE DEFECTS IN STRUCTURAL STEELS USING A REAL TIME COUPLED THERMAL-MECHANICAL MODEL. 2021. p. 1-10.
Detail

BŘEZINA, M.; NÁVRAT, T.; ŠTĚTINA, J.; KOVÁŘ, J.; KLIMEŠ, L.; MAUDER, T.; PETRUŠKA, J. COMPARISON OF TEMPERATURE AND MECHANICAL STRESS-STRAIN DISTRIBUTIONS OF STEEL BILLETS WITH SHARP AND ROUNDED CORNERS. In METAL - 2020 - 29th International Conference on Metallurgy and Materials. 1. TANGER Ltd., 2020. p. 51-56. ISBN: 9788087294970.
Detail

KAVIČKA, F.; KATOLICKÝ, J.; ŠTĚTINA, J.; MAUDER, T.; KLIMEŠ, L. Investigation of a Temperature Field of the Steel Billet 150x150 mm Continuously Cast. In MATEC Web Conf. MATEC Web of Conferences. EDP Sciences, 2020. p. 1-7. ISSN: 2261-236X.
Detail

NYTRA, M.; KUBÍK, P.; PETRUŠKA, J.; ŠEBEK, F. A Fully Coupled Thermomechanical Damage Analysis of Hot Closed Die Forging Using Finite Element Modeling. Journal of Materials Engineering and Performance, 2020, vol. 29, no. 12, p. 8236-8246. ISSN: 1059-9495.
Detail

BŘEZINA, M.; MAUDER, T.; KLIMEŠ, L.; ŠTĚTINA, J. Comparison of optimization-regulation algorithms for secondary cooling in continuous steel casting. Metals, 2021, vol. 11, no. 2, p. 1-19. ISSN: 2075-4701.
Detail

MAUDER, T.; BŘEZINA, M. Reduction of CO2 Emissions in Steelmaking by Means of Utilization of Steel Plant Waste Heat to Stabilize Seasonal Cooling Water Temperature. Sustainability, 2021, vol. 13, no. 11, p. 1-12. ISSN: 2071-1050.
Detail

KLIMEŠ, L.; CHARVÁT, P.; ŠTĚTINA, J. Heat Transfer and Water Consumption of Water Spray Cooling of High-Temperature Surfaces: A Review on Empirical Correlations. Chemical Engineering Transactions, 2021, vol. 88, no. 1, p. 247-252. ISSN: 2283-9216.
Detail

BŘEZINA, M.; ŠTĚTINA, J.; MAUDER, T.; KLIMEŠ, L.; NÁVRAT, T.; KOVÁŘ, J. Quality prediction and crack occurrence minimization tool for continuous steel casting. 2021. p. 1-6.
Detail

MAUDER, T.; KAVIČKA, F.; KATOLICKÝ, J.; KLIMEŠ, L.; ŠTĚTINA, J. Solidification Model of a Casting process and Its Irreplaceability. AIP Conference Proceedings, 2021. p. 1-6.
Detail

KOŠŤÁL, J.; ŠEBEK, F.; PETRUŠKA, J.; SEIFERT, T. Cyclic plasticity models and fatigue criteria for exhaust manifold life assessment in the context of limited material data available. MATERIALS AT HIGH TEMPERATURES, 2022, vol. 39, no. 1, p. 68-85. ISSN: 0960-3409.
Detail

MAUDER, T.; KAVIČKA, F.; KATOLICKÝ, J.; KLIMEŠ, L.; ŠTĚTINA, J. Solidification model of a casting process and its irreplaceability. In 39TH MEETING OF DEPARTMENTS OF FLUID MECHANICS AND THERMODYNAMICS. AIP Conference Proceedings, 2023. p. 1-6. ISBN: 978-0-7354-4325-9.
Detail

ŠTĚTINA, J.; BŘEZINA, M.; KLIMEŠ, L.; MAUDER, T. The real-time macro-solidification macro model for crack prediction. In Publisher Logo Conference Proceedings. 38TH MEETING OF DEPARTMENTS OF FLUID MECHANICS AND THERMODYNAMICS. USA: AIP Publishing, 2019. p. 030043-1 (030043-4 p.)ISBN: 978-0-7354-1858-5.
Detail