Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 32

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  tłoczenie blach
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Content available remote Metody badania oporów tarcia w procesach tłoczenia blach
PL
Główne czynniki wpływające na zjawiska tribologiczne w procesach wytłaczania blach to między innymi: kinematyka ruchu narzędzi, charakter obciążeń (styk statyczny, dynamiczny), makro i mikrogeometria styku, zjawiska fizykochemiczne na powierzchni styku oraz temperatura. Tarcie w procesach wytłaczania blach jest złożoną funkcją właściwości materiału, parametrów procesu, topografii powierzchni kształtowanej blachy i narzędzi oraz warunków kontaktu, które podlegają ciągłej ewolucji podczas przechodzenia blachy przez poszczególne obszary narzędzia.
PL
W artykule przedstawiono analizę deformacji hartowniczych typowej belki drzwiowej samochodu osobowego. Opracowano model obliczeniowy procesu tłoczenia na gorąco, który posłużył do symulacji i kompensacji deformacji hartowniczych analizowanej belki.
EN
The article presents an analysis of hardening deformations for a typical door beam of a passenger car. A calculation model for the hot stamping process of the analyzed beam was developed. Such a model was used to simulate which resulted in hardening deformation and to compensate for these deformations.
3
Content available remote Symulacje procesów tłoczenia na gorąco wytłoczek o zmiennej grubości
PL
Przedstawiono metodykę analizy procesu wytwarzania – metodą tłoczenia na gorąco – wytłoczek o zmiennej grubości. Wykorzystano symulacje metodą elementów skończonych, przeprowadzone za pomocą specjalistycznego oprogramowania dla typowego elementu karoserii – podłużnicy. Zaprezentowano i omówiono wyniki symulacji. Sformułowano wnioski i zalecenia.
EN
Methodology of production process analysis – by means of hot forming – using workpieces of variable thickness, was presented. Finite element simulations were performed using specialized software for the typical car body element – the longitudinal longeron. The simulation results were presented and discussed as well as conclusions and recommendations were formulated.
4
PL
Symulacje komputerowe tłoczenia blach na zimno zazwyczaj przeprowadza się dla modeli materiałowych dostarczonych przez producentów oprogramowania. W artykule porównano wyniki symulacji tłoczenia przykładowej części nadwozia samochodowego ze stali S420MC dla trzech zestawów parametrów modelu materiałowego odpowiadających wymaganiom normy, w tym wyznaczonych doświadczalnie dla konkretnej dostawy. Oceniono wpływ tych parametrów na ryzyko wystąpienia wad w wytłoczce na podstawie diagramów FLD, stwierdzając istotny ich wpływ zwłaszcza na ryzyko powstawania pęknięć wytłoczki. Sformułowano zalecenia do projektowania tłoczników.
EN
Computer simulation of cold metal forming is usually performed using material models delivered by software makers. Results of simulations of metal forming of an exemplary car body part made of S420MC steel for three sets of material model parameters which are suited to the needs of standard, among them for the parameters fixed experimentally for the specified delivery, are compared in the paper. The influence of material model parameters on risk of the drawpiece defects appearance basing on FLD diagrams has been evaluated. The essential influence of the material model parameters especially on the risk of cracks of the drawpiece appearance has been stated. Some advices to stamping die designing have been formulated.
PL
Model materiałowy do symulowania tłoczenia blach metodą elementów skończonych wymaga podania odpowiednich parametrów, które wyznacza się doświadczalnie. W artykule wyznaczono te parametry dla próbek wyciętych na frezarce i elektrodrążarce oraz wykrojnikiem. Na podstawie porównania wyników doświadczeń i symulacji komputerowej próby jednoosiowego rozciągania dokonano oceny adekwatności przyjętego modelu materiałowego do rzeczywistości oraz poprawności wyznaczonych wartości parametrów modelu.
EN
Material model to simulate sheet-metal forming using finite elements method needs assuming their proper parameters, which are determined experimentally. The parameters for specimens cut out by means of milling machine, spark machine and blanking die have been determined in the paper. Based on comparison of the results of experiments and computer simulation of uniaxial tensile test adequateness of the assumed material model to reality, correctness of values of its parameters.
PL
Program Numpress jest zintegrowanym systemem komputerowej analizy i optymalizacji przemysłowych procesów tłoczenia blach, stworzonym w IPPT PAN i dostępnym bez opłat licencyjnych dla wszystkich użytkowników. W artykule zaprezentowano podstawowe cechy i możliwości programu.
PL
W referacie przedstawiono metodę analizy procesu wytłaczania z wykorzystaniem zjawiska plamkowania oraz pomiary geometrii 3D dla wybranego obszaru wykonanej próbki. Zjawisko plamkowania (biospekle) posłużyło do detekcji powstających w wytłaczanej blasze lokalizacji odkształceń oraz bruzd. Występowanie bruzd wykrytych z wykorzystaniem biospekli zostało zweryfikowane za pomocą pomiarów mikroskopowych 3D.
EN
The paper presents a method for the analysis of the bulging process, which uses the laser speckle phenomenon and 3D geometry measurements for selected specimen areas. The phenomenon of the laser speckle (biospeckle) allowed the detection of localized necking, grooves and cracks, which appeared in the bulging process. The occnrrence of grooves detected by using biospeckle has been verified by the results of 3D microscopic measurement.
PL
W pracy przedstawiono problemy tribologiczne występujące podczas tłoczenia blach aluminiowych i tytanowych, ze zwróceniem uwagi na zjawisko nalepiania się kształtowanego materiału na powierzchnie robocze narzędzi. Omówiono wyniki badań nad doborem smarów technologicznych do operacji tłoczenia mających na celu ograniczenie tego zjawiska. Mając na uwadze szkodliwe oddziaływanie dotychczas stosowanych smarów technologicznych na środowisko, badania przeprowadzono na smarach na bazie olejów roślinnych.
EN
In the paper, tribological problems occurring during forming aluminium and titanium sheets are presented. Special attention is paid to the creation of aluminium or titanium build-ups on the working surfaces of the tools. The test results of technological lubricant selection for sheet metal forming which aim to decrease this phenomenon are discussed. Considering the detrimental effect of current technological lubricants on the environment, the tests were performed with lubricants based on vegetable oils.
EN
The NUMPRESS System has been developed in IPPT PAN as a result of a project financially supported by European Regional Development Fund (within the Innovative Economy Programme) and is dedicated to small and middle enterprises dealing with sheet metal forming. The program consists of (i) an analytical module for analysis of forming processes with the finite element method, (ii) an optimization module controlling execution of the analytical module and performing optimization with respect to selected process parameters, in both deterministic and robust formulation, (iii) a reliability analysis module controlling execution of the analytical module to assess how random distribution of design parameters affects forming results, and (iv) a graphical user interface enabling communication between modules and easy definition of design parameters and optimization criteria. The analytical module consists of two independent programs up to the user’s choice: NUMPRESS-Flow, a faster and less accurate program for implicit quasi-static analysis of rigid-viscoplastic shells (based on the flow approach) and NUMPRESS-Explicit, a program for explicit dynamical analysis of elastic-plastic and elastic-viscoplastic shells. Both programs are interfaced to a well-known commercial graphical pre- and p ostprocessor GiD. Fundamentals of formulations employed in the system and numerical examples are presented in the paper.
PL
System NUMPRESS został utworzony w IPPT PAN w ramach projektu finansowanego przez MRR ze środków Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka i jest dedykowany dla małych i średnich przedsiębiorstw z branży tłoczenia blach. Program składa się z modułu analitycznego, służącego do analizy głębokiego tłoczenia blach metodą elementów skończonych, modułu optymalizacyjnego, sterujący wywołaniami modułu analitycznego i przeprowadzającego optymalizację wybranych parametrów wejściowych, zarówno w tradycyjnym rozumieniu deterministycznym, jak również tzw. optymalizację odpornościową (robust optimization), modułu niezawodnościowego, sterującego wywołaniami modułu analitycznego w celu określenia wpływu losowego rozrzutu wartości parametrów projektowych na końcowy kształt wytłoczki, oraz interfejsu umożliwiającego komunikowanie się modułu optymalizacyjnego z modułem analitycznym oraz wygodne definiowanie parametrów projektowych i kryteriów optymalizacji. W ramach modułu analitycznego użytkownik ma możliwość wyboru jednego z dwóch programów: szybszego i mniej dokładnego programu do analizy quasi-statycznej powłok sztywno-lepkoplastycznych, wykorzystującego tzw. metodę prędkościową, oraz programu do analizy dynamicznej powłok sprężysto-plastycznych i sprężysto-lepkoplastycznych, wykorzystującego jawne sformułowanie dynamiki. Oba programy są przystosowane do współpracy z komercyjnym pre- i postprocesorem graficznym GiD. W artykule przedstawiono podstawy sformułowań wykorzystanych w algorytmach obliczeniowych oraz przykłady obliczeniowe zastosowań systemu.
10
Content available remote Tribological characteristics of stamping dies with coatings
EN
A variety of cast iron and steel grades are used for manufacturing dies in stamping industry. The costs of these materials may vary considerably. However, with appropriate surface treatments, coatings and lubricants, a cost-effective die material may outperform the expensive ones. Therefore, in selecting die materials, a systematic evaluation of tool materials, coatings and heat treatments are required, considering the cost and tool life as parameters. In the contribution the plasma sprayed ceramic coatings Cr203 and Al2O3 were investigated in sliding contact with steel in both, the block-on-ring arrangement (tester T 05) and deep drawing process. The friction coefficient and wear of these coatings were measured at dry friction conditions and with lubricant at utilization of tester T 05. For different types of die rings (with and without ceramic coatings) the punching forces were measured during deep-drawing process. The results show that the main advantage of application of A1203 and Cr203 coatings on dies contact surfaces in comparison with dies made of tool steel may be the increase of life-time and wear resistance, the in-crease of the cup surface quality, savings of deficient elements by replacement of expensive tool steels by common constructional steels.
PL
Różnorodne żeliwa oraz stale są stosowane do wykonywania narzędzi do procesów tłoczenia. Koszt tych materiałów może kształtować się na różnym poziomie. Tymczasem, poprzez zastosowanie określonej obróbki powierzchniowej i powłoki oraz smaru, matryce można wytwarzać metodami mniej kosztownymi, zastępując drogie materiały. Dlatego też w doborze materiałów konieczna jest systematyczna analiza materiałów narzędziowych, stosowanych powłok oraz przewidywanej obróbki cieplnej, biorąc pod uwagę jako podstawowe parametry koszty wykonania oraz żywotność narzędzi. W prezentowanym opracowaniu badano naniesione plazmowo powłoki Cr203 oraz Al2O3 w kontakcie ze stalą, zarówno za pomocą tribotestera T 05, jak również w procesie wytłaczania. Pomiary współczynnika tarcia oraz zużycia realizowano za pomocą tribotestera w warunkach tarcia na sucho oraz z zastosowaniem smaru. W trakcie procesu wytłaczania dokonywano pomiaru siły kształtowania dla różnych pierścieni matrycowych z powłoką ceramiczną oraz bez powłoki. Wyniki badań zdecydowanie wykazały główne korzyści wynikające ze stosowania narzędzi z powłokami ceramicznymi w porównaniu z narzędziami bez powłoki na powierzchniach kontaktu z kształtowanym materiałem – zwiększenie żywotności poprzez zmniejszenie zużycia ściernego, poprawę jakości wytłoczek oraz oszczędzanie materiałów deficytowych przez zastąpienie drogich stali stopowych stalami konstrukcyjnymi.
PL
Niniejsza praca dotyczy procedury poszukiwania kontaktu w symulacji numerycznej procesu tłoczenia blach. W pracy zaproponowano poprawkę do standardowego algorytmu poszukiwania kontaktu, pozwalającą na wyeliminowanie możliwych błędów polegających na źle wskazanym elemencie kontaktowym, bądź wskazaniu braku takiego elementu, co w konsekwencji prowadzi do błędnych wyników symulacji. Ponadto w pracy przeanalizowano koszt numeryczny przedstawionego algorytmu.
EN
The presented text concerns algorithm for detecting contact in numerical simulations of sheet metal forming. In this work, an amendment to a standard contact searching algorithm is proposed that allows to eliminate errors leading to a wrong solution results. Furthermore, this paper discusses numerical cost of the presented algorithm.
PL
Praca dotyczy numerycznej symulacji procesu elektromagnetycznego tłoczenia blachy. Przy wykorzystaniu osiowosymetrycznego modelu z elementów skończonych przedstawiono sposób opisu pól elektromagnetycznych oraz oddziaływania na odkształcaną blachę zmiennych w czasie sił Lorentza. Opisano algorytm transferu danych (sił i przemieszczeń węzłowych) pomiędzy modułami do obliczeń elektromagnetycznych i strukturalnych w środowisku ANSYS Multiphysics oraz sposób aktualizowania sieci MES. Prezentowane w pracy symulacje mogą być pomocne w zrozumieniu zjawisk zachodzących przy elektromagnetycznym tłoczeniu oraz w pracach nad konstrukcją nowych urządzeń przemysłowych.
EN
The paper presents simulation of electromagnetic sheet-metal forming process. Finite element axially-symmetric model was applied to electromagnetic fields description and influence of changeable in time Lorentz forces on deformed sheet of metal. Algorithm of data transfer (forces and nodal displacements) between modules assigned for electromagnetic and structural calculations in ANSYS Multiphysics was described as well as method of FEM network actualization. Simulations presented in the paper could be helpful in understanding of phenomena taking place during electromagnetic forming and in designing process of new industrial devices.
PL
Artykuł prezentuje numeryczną symulację procesu elektromagnetycznego tłoczenia blachy. Przy wykorzystaniu osiowosymetrycznego modelu z elementów skończonych przedstawiono sposób opisu pól elektromagnetycznych oraz oddziaływania na odkształcaną blachę zmiennych w czasie sił Lorentza. Opisano algorytm transferu danych (sił i przemieszczeń węzłowych) pomiędzy modułami do obliczeń elektromagnetycznych i strukturalnych w środowisku ANSYS Multiphysics oraz sposób aktualizowania sieci MES. Przedstawione symulacje mogą być pomocne w zrozumieniu zjawisk zachodzących przy elektromagnetycznym tłoczeniu oraz w pracach nad stworzeniem rzeczywistego stanowiska badawczego.
EN
Numerical analysis is used in research of sheet metal electromagnetic forming process. Electromagnetic field and alternating magnetic pressure which acts on sheet metal is described by means of axisymmetric FE Model. Data transfer (forces and nodal displacements) between separate physicals environments (electromagnetic and structural) is performed in ANSYS Multiphysics. The simulation is useful for designing of real electromagnetic forming process and for better understanding of its principles.
14
Content available remote Theoretical and experimental analysis of the sheet-titanium forming process
EN
In the paper sheet-metal forming process, the essential part of modern industry, which enable us to produce the applied drawpiece e.g. in the aircraft, car or building industry, was discussed. Advantages and disadvantages of application of titanium and its alloys in the drawpieces were presented. The numerical simulation results of the stamping process of CP 2 titanium cylindrical cup were given. Material data needed for the numerical simulation, such as: Re, Rm, r-value, hardening coefficient n, forming limit diagram (FLD), were determined experimentally. A special attention was paid to the impact of such parameters as: friction coefficient, tool geometry (corner radius of the die and punch) and holding-down force on the strain distribution in the drawpiece. The simulation results were compared with the experimental ones. The numerical simulation was carried out with the ADINA System based on the finite element methods (MES).
PL
W artykule omówiono proces tłoczenia blach, jako istotny element nowoczesnego przemysłu, pozwalający na produkcję wytłoczek stosowanych w przemyśle lotniczym, samochodowym, budowlanym itp. Przedstawiono wady i zalety tytanu i jego stopów, jako materiałów stosowanych na elementy tłoczone. Podano wyniki symulacji numerycznej procesu tłoczenia tytanowej (CP2) wytłoczki cylindrycznej. Dane materiałowe takie jak: Re, Rm, współczynnik anizotropii normalnej r i wykładnik umocnienia n, krzywa odkształceń granicznych KOG, itp. niezbędne do symulacji numerycznej wyznaczono doświadczalnie. Szczególna uwage zwrócono na wpływ takich parametrów jak współczynnik tarcia, geometria narzedzi (promienie zaokraglenia stempla i matrycy), siła docisku itp. na rozkład odkształcen w wytłoczce. Wyniki symulacji numerycznej porównano z wynikami eksperymentalnymi. Symulacje numeryczna przeprowadzono w oparciu o program ADINA System, oparty na metodzie elementów skonczonych (MES).
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych nad wpływem nacisku i prędkości poślizgu oraz smaru na opory tarcia podczas tłoczenia blachy stalowej. Testy wykonano na specjalnie skonstruowanym urządzeniu, działającym według koncepcji przeciągania paska blachy, nazywanym w literaturze skrótem PPB. Badania doświadczalne przeprowadzono metodą planowanego eksperymentu, stosując plan rotalny na pięciu poziomach. W badaniach zmiennymi niezależnymi (wielkościami wejściowymi) był nacisk Hertza pH oraz prędkość poślizgu v. Wielkością wyjściową (kryterialną) - współczynnik tarcia ž , Kierując się zasadą zbliżonej adekwatności do obiektów rzeczywistych, zmienne wejściowe przyjmowały wartości z obszaru: nacisk Hertza pH = 500-1100 MPa, a prędkość poślizgu v = 2*10-3 - 10*10-3 m/s. Do matematycznego opisu zależności pomiędzy wielkościami wejściowymi i wyjściowymi, zmierzonymi podczas eksperymentu zastosowano analizę regresji. Jako funkcję aproksymującą wyniki badań przyjęto wielomian drugiego stopnia ze współdziałaniem pierwszego rzędu. Opracowano funkcję regresji ž = f(p,v) uzależniającą opory tarcia od nacisku i prędkości poślizgu przy smarowaniu smarem plastycznym wapniowym (maszynowy 2) oraz smarem litowym (Litomos EP-25). Przedstawiono graficzną ilustrację otrzymanych funkcji i dokonano ich analizy. Stwierdzono, że dla badanych smarów w całym zakresie badanych wymuszeń wpływ nacisku Hertza ph na wartość współczynnika tarcia |a, jest wyraźnie inny od wpływu prędkości poślizgu v.
EN
The paper presents the results of tribological investigations into the influence of the pressure, the rubbing speed and the grease on the frictional resistance during steel sheet forming. The tests were carried out in a specially designed device operating on the principle of metal sheet strip drawing (MSSD). The experiments were performed according to a rotatable design on five levels. The independent variables (input quantities) were as follows: Hertz pressure pH and rubbing speed v. The output (criteria) quantity was the friction coefficient ž. In order to closely approximate the real objects the input variables assumed values in the following ranges: Hertz pressure pH = 500-1100 MPa and rubbing speed v = 2*10-3 - 10*10-3 m/s. Regression analysis was used to mathematically describe the relation between the input and output quantities measured during the experiment. The experimental results were approximated by a function in the form of a second-degree polynomial with first-order interactions. Regression function ž = f(p,v) interrelating friction resistance with pressure and rubbing speed for lubrication with calcium grease (machine grease 2) and lithium grease (Litomos EP-25), was developed. The obtained functions were presented graphically and analysed. For the greases used it was found that in the whole range of the applied excitations the influence of Hertz pressure pH on friction coefficient ž is markedly different than that of rubbing speed v.
16
Content available remote Employment of alumina suspension pad for v-bending of SUS304 strip
EN
Purpose: Authors have suggested employment of dilatant fluid for metal forming tools, and report an application on v-bending of thin stainless steel strips in this paper. Design/methodology/approach: An alumina concentrated hard-sphere suspension is employed as dilatant fluid for forming. The authors evaluated the suspension with backward extrusion test. Followed by SUS304 stainless strip with 0.25mm thickness and 30mm width on the pad of the suspension with a v-bend punch. Findings: Behaviour of the suspension is revealed in the backward extrusion test. Migration of water takes important role in it. In v-bending test, including acute angle bending, the authors bend the strip with only the vbend punch and the alumina concentrated hard-sphere suspension pad successfully. It is thought that forming load is less than with general polyurethane tools. Research limitations/implications: Spring-back in partial bending, which is similar to the suggested process, is larger than in bottoming and coining with dies and bending with polyurethane tools. Therefore, the authors will evaluate the spring-back in the suggested process in further study. Practical implications: Polyurethane pad is used in bending process generally because of advantageous points in easy-design, and safe from scratch. However it has disadvantageous points in its limited life and necessity of large forming load. The alumina concentrated hard-sphere suspension can be employed for such a pad with unlimited life. In addition, such dilatant fluid can be applied on other metal forming process as easy tool. Originality/value: Employing dilatant fluid for forming tools is new idea. V-bending with an alumina concentrated hard-sphere suspension was attempted.
17
Content available remote Some aspects of blank-holder force schemes in deep drawing process
EN
Purpose: This paper presents a finite element-based assessment of the performance of some non-conventional blank-holding techniques. This includes friction actuted, pulsating, and pliable blank-holding techniques. Design/methodology/approach: A 3-D explicit-finite element analysis is used to investigate the influence of various blank-holder force (BHF) schemes on sheet metal formability limits especially wrinkling and tearing rupture. The role of relevant parameters of each blank-holding technique are also investigated. Three non-conventional blank-holders are considered, namely friction-actuated, elastic and pulsating blank-holders. Findings: For the conditions considered in this study, comparison with fixed BHF scheme revealed that slight improvements in the formability are observed for the three BHF schemes under consideration. Research limitations/implications: Only 5182 Al-alloy circular cups are considered. Further investigations should consider different materials and non-circular shapes because of their effect on sheet metal formability. Practical implications: Cylindrical cups' drawing is responsible for the manufacture of billions of metal containers. This study can help improve working conditions leading to defect free products. Originality/value: The 3D-explicit finite simulations presented for a number of non-conventional blank-holding techniques are useful in the assessment of their performance.
18
Content available remote Simulation of the sheet-metal working process with friction and lubrication
EN
In the paper, the requirements that technological lubricants for sheet metal forming processes should meet are discussed. The friction coefficients for the tested lubricants and hardening layers are given. Moreover, the results of a numerical simulation of sheet metal forming process, taking into consideration the influence of friction on heterogeneity of deformation in the shaped elements, are presented. Calculations have been made with the ADINA System v.8.2.
PL
W artykule omówiono wymagania stawiane smarom technologicznym stosowanym podczas procesów tłoczenia blach. Podano współczynniki tarcia dla badanych smarów technologicznych i warstw utwardzających. Ponadto przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu tłoczenia z uwzględnieniem wpływu tarcia na niejednorodność odkształceń wytłoczki. Obliczenia przeprowadzono z zastosowaniem programu ADINA v.8.2.
19
Content available Badania magnetyczne procesów tłoczenia blach
PL
W materiałach ferromagnetycznych występuje zjawisko odwrotnej magnetostrykcji zwane inaczej efektem Villariego. Bazując na tym efekcie zaprezentowano metodę wyznaczania utraty stateczności materiału blachy. Zastosowano sensor pola magnetycznego do analizy momentu powstawania zlokalizowanej utraty stateczności dla procesów tłoczenia blach. Praca pokazuje szerokie eksperymentalne zastosowanie magnetorezystora jako sensora do określania różnych zjawisk, występujących w operacjach tłoczenia blachy.
EN
For ferromagnetic materials the inverse magnetostriction effect is comonly known as Villari effect. Based on this effect, the method of determination localized necking is presented. Sensor of magnetic field was used in the analysis of moment localized necking for deep drawing. This work demonstrated the wide experimental posibilities of the magnetoresistor sensor as a tool for investigation of different mechanical properties for stamping operations.
PL
Opracowano system komputerowego wspomagania projektowania procesów głębokiego tłoczenia blach. System zapewnia niespotykaną dotychczas dokładność wymiarowo-kształtową projektowanych wytłoczek, z jednoczesnym zapewnieniem pewności prowadzenia operacji tłoczenia. Bazuje on na metodzie elementów skończonych oraz wprowadzonym do niej systemie oceny tłoczności blach opartym na wykresach naprężeń granicznych. System umożliwia również korekcję kształtu narzędzi, kompensującą sprężynowanie powrotne wytłoczki w operacjach obejmujących głębokie tłoczenie oraz okrawanie i wykrawanie. W tym celu zastosowano algorytm obliczeniowy wykorzystujący siły działające na narzędzia w trakcie tłoczenia w celu korekcji kształtu narzędzi. Korekcja taka pozwala na uzyskanie dużej dokładności wymiarowo-kształtowej wytłoczek. W celu zapewnienia stałej, wysokiej jakości wyrobów opracowano system kontroli i diagnozowania procesu tłoczenia. W systemie tym zastosowano do określania momentu utraty stateczności materiału metodę wykorzystującą pomiar pola magnetycznego generowanego w trakcie procesu tłoczenia przez wytłoczkę. System wspomagania projektowania procesów tłoczenia blach ma możliwość stosowania jako wstępniaków blach spawanych laserowo. Opracowany system zweryfikowano doświadczalnie dla różnego rodzaju blach oraz kształtów wytłoczek.
EN
This monograph deals with the problems related to a computer-aided sheet-metal deep drawing process design system. The system is based on the finite element method supplemented with a sheet metal drawability criterion and a computing algorithm which minimizes the shape error caused by drawpiece springback . The computer-aided design system ensures that drawpieces without material-stability-loss faults and with high dimensional-shape accuracy are obtained. A new method of diagnosis of sheet-metal forming process for drawpiece manufacturing has been developed. The system ensures exceptionally high dimensional-shape accuracy of designed draw-pieces and reliability of the press-forming operation. The system allows one to design the press forming of complex-shaped drawpieces using only computer techniques with no recourse to the expensive and time-consuming trial-and-error method. This is particularly important for the motor vehicle industry where final product shape accuracy is crucial. A wide use of the system will contribute to substantial savings and an improvement in the accuracy of manufactured drawpieces. If no computer-aided design of press-forming processes is used, the costs of the tools and those of the design process are extremely high, while the time of product implementation is long. The computer-aided sheet-metal forming process design system has the form of a software package running on workstations with considerable computing power. The system enables the analysis of design correctness for any complex three-dimensional drawpiece. It is based on the finite element method with a drawability assessment system based on forming limit stress diagrams (FLSD) incorporated in it. If for the assumed drawpiece shape a danger of exceeding the limit stress occurs, the process conditions and the kind of sheet material can be changed or the drawpiece shape can be modified and an analysis of the process can be performed again. Or, when the shaping conditions unchanged, one can determine the maximum drawpiece depth. The press-forming tool shape compensation model (Chap. 8) makes it possible to compensate spring-back in complex sheet-metal forming operations, including deep drawing and drawpiece trimming and die shearing, whereby the assumed high drawpiece dimensional accuracy can be obtained. Owing to the use of theoretical FLSDs in sheet-metal forming process design, a wide range of industrial press-forming processes characterized by a highly nonlinear deformation path can be analysed. The forming-limit-strain-diagram drawability criterion used so far is correct only for simple deformation paths. The radically modified modern perturbation method, employing a complex material work-hardening curve and a plasticity function (Sect. 4.1), has been applied to determine FLSDs. It differs from the commonly used theoretical limit-strain method - the Marciniak-Kuczynski theory - in the fact that no initial material inhomogeneity, a parameter difficult to determine in practice, is introduced. Instead a small perturbation is introduced into the homogeneous solution of the problem and on this basis inferences about the possibility of loss of material stability are made (Sect. 4.2). An original method of springback compensation for complex sheet-metal forming operations, including deep drawing and drawpiece trimming and die shearing, has been developed (Sect. 8.2). This combination of sheet-metal forming operations is most common in industry. The method of press-forming tool shape compensation consists in creating virtual tools on the basis of typical results of the computer simulation of the press-forming process. In this way, by taking into account the shape error caused by draw-piece material springback, the proper shape of the tools can be determined. In the manufacture of drawpieces, high quality of the press-formed products must be continuously assured. The function of the press-forming process control and diagnosis system is to provide complex information about the quality of the drawpieces (Chap. 11). An original method of controlling and diagnosing the press-forming process based on measurements of the drawpiece's magnetic field (Sect. 11.1) is proposed. The method exploits the magnetomechanical effect, which consists in generation of a magnetic field by a ferromagnetic body subjected to a mechanical load. The method's advantage over other methods of determining the moment of material stability loss is its accurate imaging of all the phenomena that occur during press forming. The employed state-of-the-art magnetic field sensors and the magnetovision camera make possible point measurements of drawpieces and 3-D analyses. A system of remote monitoring of the press-forming process, which communicates with the Control Centre via the Internet, has been developed (Sect. 11.2). The computer-aided sheet-metal forming process design system can handle tailored blanks (Sect. 11.3). In order to produce them, different kinds of sheets, whose geometrical and physical features are matched on the basis of a structural-economic analysis of the press-formed products, must be joined together by laser welding. The magnetic measurement method is used to determine the material model of the laser-welded sheets. The computer-aided sheet-metal forming process design system allows one to properly analyse a wide range of press-forming processes. It has proved to be effective for different materials used in press forming, such as: deep-drawing of steel, aluminium, brass, stainless steel and titanium steel. The experimental verification of the whole system has proved its usefulness for sheet-metal forming design. The following conclusions can be drawn from the research: 1. Owing to the incorporation of the drawability assessment system, based on forming limit stress diagrams determined by the perturbation method, into finite element method computations, a computer-aided sheet-metal forming process design system ensuring correct results could be built. 2. By applying the perturbation theory to the determination of FLDs good agreement between theoretical FLDs and experimental results for biaxial tension for different materials was obtained (this has always been a problem in the case of the Marciniak-Kuczynski theory). The experimental verification of the perturbation theory, carried out for different drawpiece shapes, proved this theory to be useful as the criterion of sheet metal drawability. 3. A computing diagram which exploits the forces acting on the tools during press forming to correct their shape has been developed. The algorithm makes it possible to build a system which assures high quality of the products for both simple and complex press forming operations, including deep drawing, drawpiece trimming and die shearing. 4. In order to obtain accurate results, a description of the material's elastic properties used in FEM simulations should take into account a change in Young's modulus with plastic strain since the plastic strains which arise in the drawpieces change the elastic action of the sheet metal during springback. Neglecting this phenomenon results in substantial differences between the results of sheet metal springback simulation and the experimental results. 5. In order to take full advantage of the tool shape correction system's capabilities, one should use full stamping dies. 6. An original method of controlling and diagnosing press forming processes on the basis of measurements of the magnetic field around the drawpiece has been developed. The method is based on the magnetic effect, which consists in the generation of a magnetic field by a ferromagnetic body subjected to a mechanical load. 7. Magnetic field point measurements or a magnetovision camera allow one to precisely determine the moment of material stability loss. A method of automatic material stability loss determination consisting of the analysis of the magnetic field strength signal during the sheet-metal forming process has been developed. 8. The sheet-metal forming process control and diagnosis system allows one to monitor several industrial plants from one control position via the Internet. 9. The computer-aided sheet-metal forming design system also handles tailored blanks. 10. A method employing magnetic measurements of sheets was used to create a material model of the weld area and the heat-affected zones.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.