To je datoteka, iz katere je bil iztiskan in poslan dokument kot poročilo o mojem delu. Njegovo kopijo sem dobil na zahtevo od Ministrstva za znanost in tehnologijo vrnjeno (številka v njihovem arhivu 6675-795-013).

OPRAVLJANJE DOKTORATA V LETIH 1990-1994 

Problematika, ki sem jo želel zajeti v doktorski tezi, je zorela z leti dela na tem področju. Konec 1990 sem jo imel v celoti razdelano.

Cilji so precej široko zastavljeni, posebej glede na današnje stanje v našem gospodarstvu. Na kratko povedano je namen izdelati prvo popolno oceno numeričnih simulacij kontinuirnega litja s pomočjo meritev na napravi za kontinuirno litje manjših presekov (laboratorijska izvedba). Do danes sem napravil praktično vse, kar ni vezano na večje finančne izdatke. Za poskuse (glej točko Ad d, deloma Ad c) je bila namensko zbrana okoli tretjina sredstev, kar je glavni vzrok zastoja.

Opis vsebine z opravljenimi aktivnostmi:

Delovni naslov teze "SIMULACIJA PRENOSNIH POJAVOV PRI AGREGATNI PREOBRAZBI KOVINSKIH SISTEMOV". Razdeljena je na štiri področja:

a) makro in mikroskopsko modeliranje strjevanja

b) numerične simulacije s komercialnimi programi

c) meritve termofizikalnih veličin *, * in * uporabljenih zlitin

d) meritve na napravi za kontinuirno litje

Ad a) Predstavlja nadaljevanje magisterija. V njem je bil razvit program za makroskopsko modeliranje z metodo robnih elementov, ki služi kot osnova za primerjave makrosimulacij ostalih, predvsem komercialnih programov. V okviru doktorata je zastavljena še izdelava lastnega programa za mikrosimulacije na osnovi metode kontrolnih volumnov. Zbrana in pregledana je bila literatura, izdelane teoretične osnove, računalniški program za makrosimulacije je izdelan in teče, za mikrosimulacije je v postopku izdelave.

Ad b) Komercialnih programov te vrste je v svetu zelo malo.

Do začetka leta 1994 nam je bil dostopen program NISA-3D FLUID (računalnik Convex Univerze v Mariboru). Izkazal se je za obetavnega pri makroskopskih analizah toplotnega polja. Žal licenca zanj ni več podaljšana, zamenjava bo dostopna v jeseni. Predvidoma bo to program FIDAP.

3-MOS, edini meni znani programski paket v Evropi, ki obsega kompletno makro in mikrosimulacijo, je zaenkrat nedostopen. Predlog sodelovanja z njegovimi lastniki oz. prodajalci (g. Thevoz, firma Calcom, Švica) je razdelan, vezan je na poskuse iz točke d in deloma c.

Ad c) Lastnosti, predvsem barvnih zlitin, je dandanes izredno težko dobiti. Glede na njihovo pomembnost, je bilo izvedeno sledeče:

1. Poizvedovanje za podatkovnimi bazami s tovrstnimi podatki (klasičnimi in elektronskimi).

 

Rezultati iskanja so dali precej podatkov, žal je večina brez tistih, ki so pomembni za tovrstne numerične simulacije (latentna toplota strjevanja, prevodnost nad tališčem). Podatkov za mikrosimulacije v javno dostopnih bazah sploh še ni.

 

2. Izvedeno je povezovanje z laboratoriji, ki izvajajo tovrstne meritve (konkretno z IKE Stuttgart in Voest Alpine Linz).

 

Glede na zahtevne meritve in izračune je (bo) potrebno termofizikalne podatke uporabljanih zlitin preveriti s poskusi. Glede na pomanjkanje tovrstne opreme verjetno izven naše hiše. To je povezano s precejšnjimi izdatki, na srečo potrebujemo podatke le za eno večkomponentno zlitino.

 

3. Pripravljeni so postopki in programi za statistično analizo laboratorijskih rezultatov.

 

4. Izdelana je oprema in postopki za ugotavljanje mikrostrukture v odvisnosti od strjevalnih parametrov. Ta del je imenovan "Poskus kondo" in je delno opisan v magistrski nalogi g. Ivana Anžela, sodelavca našega laboratorija.

 

Ad d) Načrtovana in delno izpeljana je namestitev dodatne opreme za spremljanje vseh bistvenih procesnih parametrov naprave za kontinuirno litje manjših presekov. Ta predstavlja največji finančni zalogaj. Zaradi tega smo poiskali s pomočjo predkonkurenčne raziskave "Prenos toplote in snovi pri kontinuiranem ulivanju" zainteresirana podjetja iz metalurške stroke, ki jih rešitev tovrstne problematike zanima. Začetek 1991 je bil zelo obetajoč.

Predračun za nabavo, montažo in preizkus vse potrebne dodatne opreme je znašal okoli 120,000 DEM. Skupno je bilo zbranih skoraj 40,000 DEM. Za to vrednost je bila nabavljena oprema. Žal ta ne omogoča zaključka niti prve faze meritev.

Vzrok odpovedi sofinanciranja je znano (porazno) stanje v slovenski industriji.

Oprema za zajemanje, obdelavo in prikaz merjenih procesnih parametrov bo uporabljena po potrebi tudi za točko c. Zanjo je bil na Inštitutu Jožef Stefan izdelan program za vizualni prikaz procesa in njegovih parametrov, ki bo prilagojen uporabljen pri nas. Ta del je bil obširno razdelan, saj je komercialno precej zanimiv. Žal zaradi pomanjkanja opreme na naši napravi še ne more biti preizkušen.

Mentorstvo:

Dela sem opravljal oz. opravljam v Laboratoriju za raziskavo materialov v skupini prof. Alojza Križmana. Zaradi interdisciplinarnosti teme je bil za mentorja izbran prof. dr. Leopold Škerget, za komentorja prof. dr. Alojz Križman. V letu 1993 je prišlo pri tem do spremembe. Prof. Škerget je zaradi preobremenjenosti, izjemne specifičnosti teme in zahtevnosti eksperimentalnega dela, ki ne zajema njegovega znanstvenega področja, od mentorstva odstopil. Glede tega smo sedaj v dogovarjanju s prof. dr. F.N.T.s FNT oziroma prof. dr. F.S. s Fakultete za strojništvo v Ljubljani. V skrajnem primeru bo potrebno mentorja poiskati v tujini, kar kaže na zahtevnost in kompleksnost dela.

Maribor, 14/9-1994

(Danilo F. Križman)