A study on superplastic forming of multiple sheet with integral stiffeners

• Autorzy: Lee H.-S. , Yoon J.-H. , Yoo J.-T. , Choi J.-U.

Warianty tytułu

PL

Badania nadplastycznego formowania arkuszy wielowarstwowych z integralnym usztywnieniem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Blow molding process is one of the common manufacturing processes in plastic and glass industry. The advantages include low cost of the tool and ability to mold complex part. In metallic system, a similar process like superplastic forming has been widely used in aerospace industry, since it is possible to fabricate very thin part and hence lightweight structure. The present study demonstrates superplastic blow forming process with IN718 and titanium and aerospace components with a complex shape which were successfully manufactured. These metals have been used for high temperature application like lightweight propulsion systems. It is interesting to notice high value of strain rate sensitivity obtained for titanium alloy, while this for IN718 was relatively low at the forming temperature. The result shows that the developed technology to design high temperature superplastic forming by the finite element method can be applied for nearly net shape forming 2-sheet, 3-sheet and 4-sheet stiffened panels for lightweight component of aerospace structure.

PL

Proces formowania przez nadmuchiwanie jest jednym z najpowszechniejszych procesów w przemyśle tworzyw sztucznych i szkła. Zalety tego procesu polegają na niskich kosztach narzędzi oraz zdolnościach do formowania złożonych części. W systemach metalicznych, podobny proces – formowanie nadplastyczne jest szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, ponieważ umożliwia otrzymywanie bardzo cienkich grubości materiału a więc struktur lekkiej konstrukcji. Przedstawione studium demonstruje nadplastyczne formowanie przez nadmuchiwanie z wykorzystaniem IN178, tytanu oraz otrzymanie w ten sposób lotniczych komponentów o złożonym kształcie. Te metale są wykorzystane w aplikacjach wysokotemperaturowych takich jak lekkie systemy napędowe. Należy zwrócić uwagę na dużą wrażliwość na szybkość odkształcenia stopów tytanu, podczas gdy dla IN718 jest ona relatywnie niska w temperaturze formowania. Wyniki te pokazują, że rozwinięta technologia procesu projektowania wysokotemperaturowego formowania nadplastycznego za pomocą MES może być stosowana w postaci 2, 3, 4 arkuszowych paneli usztywniających dla lekkich komponentów przemysłu lotniczego.

Słowa kluczowe

EN

superplastic forming; titanium; IN718 alloy; lightweight; aerospace; stiffened panel

PL

formowanie nadplastyczne; tytan; stop IN718; lekka konstrukcja; przestrzeń powietrzna; usztywniony panel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 166--170
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fig.

Twórcy

autor

Lee H.-S.

• University of Science & Technology, Korea Aerospace Research Institute, Daejeon, Korea

autor

Yoon J.-H.

• Korea Aerospace Research Institute, Daejeon, Korea

autor

Yoo J.-T.

• Korea Aerospace Research Institute, Daejeon, Korea

autor

Choi J.-U.

• University of Science & Technology, Daejeon, Korea

Bibliografia

• [1] Dutta A., Mukherjee A. K.: Superplastic forming: an analytical approach. Material Science and Engineering A157 (1992) 9÷13.
• [2] Ghosh A. K., Hamilton C. H.: On constant membrane stress test for superplastic metals. Metallurgical Transactions A 11A (1980) 1915÷1918.
• [3] Cornfield G. C., Johnson R. H.: The forming of superplastic sheet metal, International Journal of Mechanical Science 12 (1970) 479÷490.
• [4] Jovane F.: An approximate analysis of the superplastic forming of a thin circular diaphragm: Theory and experiments. International Journal of Mechanical Science, 10 (1968) 403÷427.
• [5] Lee H. S., Mukherjee A.K.: Superplastic deformation of Al-Li-Cu-Zr Alloy under uniaxial and biaxial tension. Superplasticity in Metals, Ceramics, and Intermetallics, Materials Research Society, Pittsburgh, PA., U.S.A. (1990) 221÷225.
• [6] Stachowicz F.: Biaxial stress-strain relationship of sheet metal from hydraulic bulging test. 5th International Multidisciplinary Conference, August 13÷16, 2003, Nottingham, U.K., 469÷474.
• [7] Lee H. S., Yoon J. H., Yoo, J. T., Cho, W. H.: Biaxial gas pressure forming of a duplex stainless steel. Advanced Materials Research, 214 (2011) 374÷377.
• [8] Miyazaki Y., Furosako S.: Tensile shear strength of laser welded lap joints. Nippon Steel Technical Report 95(2007) 28÷34.
• [9] Lee H. S., Yoon J. H., Yoo, J. T., Yi, Y. M.: A study on high temperature oxidation of titanium alloy in solid state bonding process. Materials Science Forum 544-545 (2007) 183÷186.
• [10] Lee H. S., Yoon J. H., Yi Y. M.: Solid state diffusion bonding of titanium alloys. Solid State Phenomena 124-126 (2007) 1429÷1432.