Forming limit diagram of the AMS 5599 sheet metal

• Autorzy: Frącz W. , Stachowicz F. , Trzepieciński T. , Pieja T.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2013-0153

Warianty tytułu

PL

Krzywa odkształcalności granicznej blachy ze stopu AMS 5599

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Formability of sheet metal is dependent on the mechanical properties. Some materials form better than others - moreover, a material that has the best formability for one stamping may behave very poorly in a stamping of another configuration. For these reasons, extensive test programs are often carried out in an attempt to correlate material formability with value of some mechanical properties. The formability of sheet metal has frequently been expressed by the value of strain hardening exponent and plastic anisotropy ratio. The stress-strain and hardening behaviour of a material is very important in determining its resistance to plastic instability. However experimental studies of formability of various materials have revealed basic differences in behaviour, such as the ”brass-type” and the ”steel-type”, exhibiting respectively, zero and positive dependence of forming limit on the strain ratio. In this study mechanical properties and the Forming Limit Diagram of the AMS 5599 sheet metal were determined using uniaxial tensile test and Marciniak’s flat bottomed punch test respectively. Different methods were used for the FLD calculation - results of these calculations were compared with experimental results.

PL

Zdolność do przyjmowania odkształceń plastycznych podczas kształtowania blach zależy od ich właściwości mechanicznych Odkształcalność blach zależy od rodzaju materiału - a ponadto, materiał który wykazuje dobrą odkształcalność podczas kształtowania wytłoczki o określonej geometrii, może sprawiać trudności podczas kształtowania wytłoczki o innej konfiguracji. Z tego powodu prowadzone są liczne prace badawcze mające na celu określenie relacji pomiędzy odkształcalnością blach a wartością parametrów mechanicznych materiału. Przy ocenie odkształcalności blach najczęściej korzysta się z wyznaczania wartości wykładnika krzywej umocnienia odkształceniowego oraz współczynnika anizotropii właściwości plastycznych. Znajomość charakterystyk odkształcenie-naprężenie oraz wskaźników umocnienia odkształceniowego jest bardzo ważna przy określaniu odporności na lokalizację odkształcenia. Badania eksperymentalne blach z różnych materiałów wykazały zasadnicze różnice ich odkształcalności. określane jako "typu mosiądz” oraz "typu stal”, przejawiające się brakiem lub wyraźną zależnością poziomu odkształceń granicznych od stanu odkształcenia. W pracy zawarte są wyniki badania właściwości mechanicznych w próbie jednoosiowego rozciągania oraz KOG w teście wg Marciniaka z płaskim stemplem, dla blachy ze stopu AMS 5599. Przeprowadzono obliczenia przebiegu krzywej odkształcalności granicznej przy pomocy różnych metod - wyniki obliczeń porównano z wynikami eksperymentu.

Słowa kluczowe

EN

sheet metal; forming limit; strain hardening; plastic anisotropy

PL

blachy; krzywa odkształcalności granicznej; umocnienie; anizotropia plastyczna

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 4
• Strony: 1213--1217
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Frącz W.

• Politechnika Rzeszowska, al. Powstanców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Stachowicz F.

• Politechnika Rzeszowska, al. Powstanców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Trzepieciński T.

• Politechnika Rzeszowska, al. Powstanców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Pieja T.

• WSK ”PZL Rzeszów” S. A., 35-959 Rzeszów, ul. Hetmanska 120, Poland

Bibliografia

• [1] K. Lange, Handbook of metal forming, Mc Graw-Hill Company, New York 1985.
• [2] Z. Marciniak, Mechanika procesów tłoczenia blach, WNT, Warszawa 1961.
• [3] Z. Marciniak, J. Duncan, Mechanics of sheet metal forming, E. Arnold Hodder & Stoughton, London 1992.
• [4] F. Stachowicz, E. Spisak, Sposoby oceny zdolnosci blach cienkich do kształtowania plastycznego na zimno, OW PRz, Rzeszów 1998.
• [5] D. Banabic, H.-J. Bunge, K. Pohlandt, A. E. Tekkaya, Formability of metallic materials, Springer, Berlin 2000.
• [6] R. Hill, On discontinuous plastic states, with special reference to localized necking in thin sheets, J. Mech. Phys. Sol. 1, 19 (1952).
• [7] H. W. Swift, Plastic instability under plane stress, J. Mech. Phys. Sol. 1, 1 (1952).
• [8] Z. Marciniak, K. Kuczyński, Limit strains in the process of stretch forming of sheet metal, Int. J. Mech. Sci. 9, 609 (1967).
• [9] S. Storen, J. R. Rice, Localized necking in thin sheets, J. Mech. Phys. Solids 23, 421 (1975).
• [10] Needleman, N. Triantafyllidis, Void growth and local necking in biaxially stretched sheets, Trans. ASME, J. Engn. Mat. Technol. 100, 164 (1978).
• [11] A. K. Ghosh, Plastic flow properties in relation to localized necking in sheets, In: Mechanics of Sheet Metal Forming, edit. Koistinen D. P. and Wang N-M., Plenum Press, New York 1978, p. 287-311.
• [12] R. Arrieux, C. Bedrin, M. Boivin, Determination of an intrinsic forming limit stress diagram for isotropic sheets, Proc. IDDRG Congress, St. Margherita Ligure, 1982, p. 61-71.
• [13] C. L. Chow, X. J. Yang: Prediction of forming limit diagram with mixed anisotropic kinematic-isotropic hardening plastic constitutive model based on stress criteria, J. Mat. Proc. Technol. 133, 304 (2003).
• [14] T. B. Stoughton, X. Zhu, Review of theoretical models of strain-based FLDand their relevance to the stress-based FLD, Int. J. Plasticity 20, 1463 (2004).
• [15] J. Gronostajski, Application of limit stresses to determine limit strains at complex strain paths, Arch. Metall. 30, 41 (1985).
• [16] J. Slota, E. Spisak, Determination of forming limit diagrams considering various models for steel sheets, Acta Mechanica Slovaca 15, 56 (2011).
• [17] W. G. Sing, K. P. Rao, Study of sheet metal failure mechanisms based on stress-state conditions. J. Mat. Proc. Technol. 67, 201 (1997).
• [18] W. Franz, F. Stachowicz, Determination of the forming limit diagram of zinc electro-galvanized steel sheets, Metalurgija 51, 161 (2012).
• [19] F. Stachowicz, On the mechanical and geometric inhomogenity and formability of aluminium and aluminium alloy sheets, Arch. Metall. 41, 61 (1996).
• [20] W. Frącz, F. Stachowicz, Differential plastic properties and forming limits of thin sheet metal, Proc. 4-th Int. ESAFORM Conf., Liege 1, 289-292 (2001).
• [21] K. P. Rao, E. V. R. Mohan, Aunified test for evaluating material parameters for use in the modelling of sheet metal forming, J. Mat. Proc. Technol. 113, 725 (2001).
• [22] Chamanfar, R. Mahmudi, Compensation of elastic strains in the determination of plastic strain ratio (R) in sheet metals, Mat. Sci. Eng. A A397, 153 (2005).
• [23] F. Stachowicz, Instantaneous plastic flow properties of thin brass sheets under uniaxial and biaxial testing, Acta Mechanica Slovaca 15, 22 (2011).
• [24] P. I. Welch, L. Radke, H-J. Bunge, Consideration of anisotropy parameters in polycrystalline metals, Z. Metallkunde Metallphysik 74, 233 (1983).
• [25] Z. Marciniak, K. Kuczyński, T. Pokora, Influence of the plastic properties ofamaterial on the forming limit diagram for sheet metal in tension, Int. J. Mech. Sci. 15, 789 (1973).
• [26] F. Stachowicz, Effect of material inhomogeneity on forming limits of 85-15 brass sheets, Arch. Metall. 36, 223 (1991).