Optymalizacja kształtu odkuwki kołnierzowej z wykorzystaniem metody Rosenbrocka w celu minimalizacji jej masy

• Autorzy: Gronostajski Z. , Hawryluk M. , Misiun G. , Polak S. , Pawełczyk M.

Warianty tytułu

EN

Shape optimization of axisymmetrical flange type forging part with use of Rosenbrock method in order to reduce its weight

• Konferencja: Fizyczne i Matematyczne Modelowanie Procesów Obróbki Plastycznej. FiMM 2015
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy autorzy podjęli się optymalizacji odkuwki kołnierzowej w celu minimalizacji masy materiału wsadowego. Przemysłowy proces kucia realizowany jest na prasie korbowej o dopuszczalnym nacisku 2500 ton w 3 operacjach: spęczania, kucia matrycowego wstępnego i kucia matrycowego wykańczającego. Do przeprowadzonej optymalizacji wykorzystano bezgradientowy algorytm Rosenbrocka, który sprzężono z modelem numerycznym przy wykorzystaniu języka Python. W ramach badań przeprowadzono modelowanie numeryczne procesu kucia, które pozwoliło na określenie jego najistotniejszych parametrów, m.in.: sił, rozkładów odkształcenia i pola temperatur oraz sposobu płynięcia. Główne parametry optymizacji dobrano na podstawie wyników symulacji komputerowych oraz normy kucia odkuwki kołnierzy. Przyjęto, że minimalizacja masy odkuwki będzie realizowana poprzez zmianę trzech wybranych na podstawie wyników MES, najistotniejszych parametrów – grubości i położenia denka oraz wysokości otwarcia na wypływkę. Wynikiem przeprowadzonej optymalizacji było obniżenie masy materiału o 5,3%. Otrzymane rezultaty optymalizacji zostały poddane analizie a następnie weryfikacji opartej o eksperyment w warunkach przemysłowych.

EN

In presented article authors has decided to optimize forging of the flange type in order to minimize the weight of the initial billet. Industrial forging process was carried out on the crank press with the pressure of 2500 tonnes in three operations: upsetting, initial die forging and final die forging. To conduct the optimization Rosenbrock algorithm has been used. For the study numerical modeling of industrial forging process has been carried out. Based on the results of computer simulation and standards of flange forging authors decided to reduce the weight by interfering into three selected parameters - thickness and the position of the bottom and the height of the outside flash opening. The result of the optimization was material weight reduction by 5,3% The obtained results were analyzed and will be verified by experiment in industrial conditions.

Słowa kluczowe

PL

odkuwka kołnierzowa; materiał wsadowy; minimalizacja mas; optymalizacja kształtu; proces kucia

EN

axisymmetrical flange; feedstock; shape optimization; forging process

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 267
• Strony: 97--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gronostajski Z.

• Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska

autor

Hawryluk M.

• Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska

autor

Misiun G.

• Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska

autor

Polak S.

• Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska

autor

Pawełczyk M.

• Kuźnia Jawor

Bibliografia

• 1. M.H.A. Bonte, A.H. van den Boogaard, J. Huétnik, An optimisation strategy for industrial metal forming processes, Structural and Multidisciplinary Optimization 35, 571-586 (2008).
• 2. M.H.A. Bonte. A.H. Van Den Boogaard, J. Huétnik, L. Fournent, T.T. Do, Optimization of forging processes using Finite Element simulations : A comparison of Sequential Approximate Optimization and other algorithms, Structural and Multidisciplinary Optimization 42, 797-810 (2010).
• 3. Y. Yanhui, L. Dong, H. Ziyan, L. Zijian, Optimization of Preform Shapes by RSM and FEM to Improve Deformation Homogeneity in Aerospace Forgings. Chinese Journal of Aeronautics 23, 260-267 (2010).
• 4. L. Fourment, Gradient, Non-Gradient and Hybrid Algorithms for Optimizing 3D Forging Sequences with Uncertainties, AIP Conference Proceedings 908, 475-480(2007).
• 5. J. Kusiak, A. Danielewska-Tułecka, P. Oprocha. Optymalizacja. Wybrane metody z przykładami zastosowań. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa 2009.
• 6. S. Marie, R. Ducloux, P. Lasne, J. Barlier, L. Fourment, Inverse Analysis of Forming Processes based on FORGE environment, Key Engineering Materials 611-612, 1494-1501(2014).
• 7. M.H.A. Bonte. A.H. Van Den Boogaard, J. Huétnik, A metamodel based optimisation algorithm for metal forming processes, Advanced Methods in Material Forming, 55-72(2007).