Quality standardization for casting parts of wind power turbines using advanced simulation of the process
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Publication date
2008-05
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Federación de Asociaciones de Ingenieros Industriales de España
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Abstract
This paper arose from a work on advanced simulation on casting wind powered turbine parts made from high tenacity ductile iron.
The technical target was extracted from the Haizelan Project, carried out with Basque Country Foundrymen's Association (Spanish Foundrymen's Federation), two foundries, TS Fundiciones (Zestoa-Guipúzcoa) and Fundiciones Urbina (Urbina-Álava) as process suppliers and Gamesa Eólica (Huarte-Navarra) as part and geometry supplier.
The study shows it is now possible to obtain highly accurate predictions in pouring and solidification using microstructure calculations simultaneously, and from then on good predictions about final microstructures and subsequent mechanical properties of castings. All related tasks in simulation were performed using FEM (Finite Elemets Method). Referred to metallographic studies and tests, which were done at Inasmet-Tecnalia laboratories.
El presente artículo surge a partir de un trabajo sobre simulación avanzada del proceso de fundición. Por su actualidad, dentro de la fundición se ha elegido un tipo muy singular de piezas como son las grandes piezas de fundición nodular ferrítica de alta tenacidad y alta resistencia a la fatiga fabricadas para aerogeneradores (Norma EN GJS 400 18LT). Esta parte del trabajo ha sido extraída del proyecto Haizelan, realizado conjuntamente con la Asociación de Fundidores del País Vasco y Navarra, junto con las empresas TS Fundiciones (Zestoa-Guipúzcoa) y Fundiciones Urbina (Urbina-Álava), proveedores de los datos del proceso de fundición y Gamesa Eólica (Huarte-Navarra), propietario de la geometría y de la pieza. En él, se pone de manifiesto que ahora sí es posible que las herramientas informáticas sean capaces de predecir no solo el proceso de moldeado y conformado líquido, sino también procesos muy especiales y complejos como el de la expansión grafítica. A partir de ahí se puede también predecir con suficiente aproximación estructuras de la matriz metálica y consecuentemente las propiedades mecánicas que estas estructuras confieren a las piezas. Se ha utilizado una herramienta basada en el Método de Elementos Finitos para toda la fase de simulación, así como los laboratorios de Inasmet-Tecnalia para el estudio metalográfico y los ensayos mecánicos comparativos.
El presente artículo surge a partir de un trabajo sobre simulación avanzada del proceso de fundición. Por su actualidad, dentro de la fundición se ha elegido un tipo muy singular de piezas como son las grandes piezas de fundición nodular ferrítica de alta tenacidad y alta resistencia a la fatiga fabricadas para aerogeneradores (Norma EN GJS 400 18LT). Esta parte del trabajo ha sido extraída del proyecto Haizelan, realizado conjuntamente con la Asociación de Fundidores del País Vasco y Navarra, junto con las empresas TS Fundiciones (Zestoa-Guipúzcoa) y Fundiciones Urbina (Urbina-Álava), proveedores de los datos del proceso de fundición y Gamesa Eólica (Huarte-Navarra), propietario de la geometría y de la pieza. En él, se pone de manifiesto que ahora sí es posible que las herramientas informáticas sean capaces de predecir no solo el proceso de moldeado y conformado líquido, sino también procesos muy especiales y complejos como el de la expansión grafítica. A partir de ahí se puede también predecir con suficiente aproximación estructuras de la matriz metálica y consecuentemente las propiedades mecánicas que estas estructuras confieren a las piezas. Se ha utilizado una herramienta basada en el Método de Elementos Finitos para toda la fase de simulación, así como los laboratorios de Inasmet-Tecnalia para el estudio metalográfico y los ensayos mecánicos comparativos.
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Citation
MELÉNDEZ, Antton; ANGLADA, Eva. Quality standardization for casting parts of wind power turbines using advanced simulation of the process. Dyna, 83, 197-206, may 2008.