Modelowanie numeryczne procesów prostowania

• Autorzy: Petruska J. , Navrat T.

Warianty tytułu

EN

Numerical modelling of straightening process

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Proces prostowania rolkami skośnymi prętów okrągłych jest symulowany przy użyciu FEM i wzoru Eulera dla przepływu materiału przez maszynę. Krzywe początkowo pręty obracając się wzdłuż własnej osi w miarę przesuwania wzdłuż skośnych rolek prostujących są poddawane działaniu pulsującego momentu zginającego przekraczającego ich granicę plastyczności. Opracowano specjalny program wykorzystując metodę elementów skończonych typu belka, wzór Eulera przepływu materiału przez rolki prostujące i iteracyjne rozwiązania nieliniowe dla zachowania się materiałów elastoplastycznych. Zaadaptowanie strategii metody Eulera umożliwia bardzo skuteczne bezpośrednie rozwiązanie problemu. Podstawowe charakterystyki procesów, takich jak obciążenie rolek, odkształcanie produktu, krzywizna i plastyczność, mogą być otrzymywane bardzo szybko po wprowadzeniu danych. Pozwala to na znalezienie niezbędnego rozstawienia rolek dla konkretnych wprowadzonych danych jako wyniku procesu optymalizacji iteratywnej. W niniejszym artykule są przedstawione i omówione przykłady takich działań łącznie z opracowanymi algorytmami.

EN

The process of cross roll straightening of circular bars is simulated using FEM and Eulerian scheme of material flow through the machine. Initially curved bar rotates along its axis as it progresses through laterally staggered rolls, being loaded by a fluctuating bending moment beyond its elastic limit. Special program was developed, based on a beam-type finite element, Eulerian scheme of material flow along the straightened bar and nonlinear iterative solution of the elasto-plastic material behavior. Adopted strategy of Eulerian description makes the direct solution of the problem very efficient. Basic process characteristics like roller loading, product deflection, curvature and plasticization can be thus obtained very quickly from input data. It makes possible to find necessary intermeshing of rollers for given input data as a result of an iterative optimization process. Examples of this procedure together with developed algorithm are presented and discussed in the paper.

Słowa kluczowe

PL

prostowanie w walcarce z rolkami skośnymi; FEM; zaginanie plastyczne

EN

cross roll straightening; FEM; plastic bending

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 25, nr 1
• Strony: 39--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Petruska J.

• Politechnika w Brnie, Wydział Budowy Maszyn, Republika Czeska

autor

Navrat T.

• Politechnika w Brnie, Wydział Budowy Maszyn, Republika Czeska

Bibliografia

• [1] Tokunaga H.: On the Roller Straightener. Bul. JSME nr 15 (1961) s. 605–611.
• [2] Huh H., Heo J.H., Lee H.W.: Optimization of a roller leveling process for Al7001T9 pipes with FEA and Taguchi method. Int. J. Mach. Tool. Manuf. nr 43 (2003) s. 345–350.
• [3] Nastran M., Kuzman K.: Stabilisation of mechanical properties of the wire by roller straightening. J. Mat. Proc. Tech. nr 125–126 (2002) s. 711–719.
• [4] Doege E., Menz R., Huinink S.: Analysis of the leveling process based upon an analytic forming model. Manuf. Technol. nr 51 (2002) 191–194.
• [5] Liu Z., Wang Y., Yan X.: A new model for plate leveling process based on curvature integration method. Int. J. Mech. Sci. no 54 (2012) s. 213–224.
• [6] Cook R.D.: Concepts and Applications of Finite Element Analysis. J. Wiley 1981.
• [7] Owen D.R.J., Hinton E.: Finite Elements in Plasticity. Pineridge Press, Swansea 1980.