Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»: Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження», Iss 4 (2022)

піч Кастнера, електроконтактна прокладка, моделювання пошаровим наплавленням, коксо-пековий композит, термо-пружно-пластичний стан, Ecology, QH540-549.5, Chemical engineering, TP155-156

У статті наведено результати теоретичного дослідження з визначення придатності застосування електроконтактних прокладок (ЕКП) у промислових умовах (печах прямого графітування Кастнера), виготовлених з коксо-пекового композиту з використанням адитивних технологій на базі методу моделювання пошаровим наплавленням (МПН). Числовий аналіз фізичного стану ЕКП за умов промислового застосування виконано на підставі математичної постановки задачі термо-пружно-пластичності та алгоритму неявного зворотного відображення її розв’язання на базі методу скінченних елементів у середовищі програмування Mathcad. Для побудови геометрії та тетраїдної сітки моделі ЕКП використано вільно відкритий програмний код – CAD-систему для сіткової генерації Gmsh, а для візуалізації результатів розрахунків фізичних полів – вільно відкритий програмний код ParaView. Моделювання термо-пружно-пластичного стану ЕКП проведено за умов процесу графітування в печах Кастнера на інтервалі температур до 900 °С, на якому проявляються термопластичні властивості матеріалу, за умов силового навантаження зовнішнім тиском на бічній поверхні прокладки величиною 2,5 МПа та різних значень радіального перепаду температур в діапазоні 15–90 °С. На підставі аналізу отриманих результатів числового моделювання обґрунтовано можливість застосування ЕКП, виготовлених з дисперсно-армованих композитних матеріалів (коксо-пекових сумішей) методом МПМ, у технології графітування електродних виробів за методом Кастнера.