Models of determination the friction coefficient for simulation of steel sheet stamping

• Autorzy: Evin Emil , Tomas Miroslav

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2019.8.4

Warianty tytułu

PL

Modele współczynnika tarcia wyznaczane do symulacji tłoczenia blach stalowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In FEM modelling of stamping processes, it is important to define different values of friction coefficients in different regions, depending on the nature of the actual deformation process taking place in each individual region. In this contribution the regression and analytical models for determination of friction coefficients under blankholder and also on die drawing edge by strip drawing test are presented. These models were also verified by experimental strip test under the same contact conditions. For experimental research the extra deep drawable Zn coated and uncoated steel sheets: DC 05- extra deep drawable uncoated steel sheet, DX 54D – extra deep drawable Zn coated steel sheet were applied. Obtained results indicate, that values of friction coefficients under different pressures on the die contact surfaces are not constant. Friction coefficients for studied materials were determined also using a deep drawing cup test and regression model of the drawing versus blankholder forces. Conformity of friction coefficients obtained by the cup and strip tests was confirmed. The friction model used in the FEM simulation was verified by the deep drawing cup test, as compliance of the coefficients of friction obtained.

PL

W modelowaniu MES procesów tłoczenia ważne jest zdefiniowanie wartości współczynników tarcia w różnych obszarach kontaktu, w zależności od rzeczywistego charakteru procesu deformacji zachodzącego w danym obszarze. W tej pracy przedstawiono modele regresji i modele analityczne wykorzystane do określania współczynników tarcia w obszarze pod dociskaczem i na krawędziach wytłoczki wyznaczone w oparciu o próbę rozciągania taśmy lub pasa blachy. Modele te zostały również zweryfikowane doświadczalnie przez rozciąganie pasów wybranych blach w tych samych warunkach kontaktu. Do badań doświadczalnych wybrano blachy stalowe głębokotłoczne, powlekane cynkiem - DX 54D i niepowlekane - DC 05. Uzyskane wyniki wskazują, że wartości współczynników tarcia przy różnych naciskach na powierzchniach stykowych matrycy nie są stałe. Współczynniki tarcia dla badanych materiałów określono również za pomocą próby miseczkowania i modelu regresji siły tłoczenia w funkcji siły dociskacza. Potwierdzono zgodność współczynników tarcia uzyskanych w próbach miseczkowania i rozciągania pasów. Model tarcia zastosowany w symulacji MES został zweryfikowany za pomocą próby miseczkowania, gdyż uzyskano zgodność wartości współczynników tarcia.

Słowa kluczowe

EN

friction coefficient; deep drawing; strip drawing test; deep drawing cup test; numerical simulation

PL

współczynnik tarcia; głębokie tłoczenie; próba rozciągania taśmy; próba miseczkowania; symulacja numeryczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 86, nr 8
• Strony: 245--249
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Evin Emil

• Technical University of Kosice, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Automotive Production Masiarska 74, 040 01 Košice, Slovakia,

autor

Tomas Miroslav

• Technical University of Kosice, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Automotive Production Masiarska 74, 040 01 Košice, Slovakia

Bibliografia

• [1] Lange K. 2002. Umformtechnik – Handbuch fur Industrie und Wissenschaft. Springer/Verlag, Berlin, 1990, 535 p., ISBN 978-3-540-43686-7.
• [2] Mahrenholtz O., Bontcheva N., Iankov R. 2005. Influence of surface roughness on friction during metal forming processes. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 159, Iss. 1, 2005, pp. 9-16.
• [3] Bilík J., Titel V., Dobisova M., Suba R. 2009. Formability of CP-W 800 steel sheets. Research Papers Faculty of Materials of Materials Science and Technology in Trnava, Slovak University of Technology in Bratislava, No. 27, 2009, pp. 15-20.
• [4] Mihaliková M., Lišková A. 2016. Dynamic characteristics of automotive steel sheets. Metallurgy, Vol. 55, No. 4, 2016, pp. 753-756.
• [5] Hrivnak A., Evin, E. (2004). Formability of steel sheets. Elfa, Košice, 2004.
• [6] Sniekers R. J. J. M., Smits H. A. A. 1997, Experimental set-upand data processing of the radial strip-drawing friction test. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 66, Iss. 1-3, 1997, pp. 216-223.
• [7] Zhenyu H, Vollertsen F. 2004. A new friction test method. Journal for Technology of Plasticity, Vol. 29, pp. 1-9.
• [8] Antoszewski B., Evin E., Audy J. 2008. A study of the effect of type (Cu+Ti) and (Mo+Ti) electro-spark coatings on friction in pin-on-disc testing. Journal of Tribology, Vol. 130, No. 2, pp. 0213031 -0213036
• [9] Vollertsen F., Zhenyu H. 2008. Determination of size dependent friction functions in sheet metal forming with respect to the distribution of contact pressure. Production Engineering-Research and Development, No.2, pp. 345-350.
• [10] Evin E., Nemeth S., Vyrostek M. 2014. Evaluation of Friction Coefficient of Stamping. Acta Mechanica Slovaca, Vol. 18, No. 3-4 pp. 20-27.
• [11] Audy J., Evin E. 2008. Exploring efficiency of tool coating via deepdrawing of cylindrical cups. MM Science Journal, June 2008, pp. 20-23.
• [12] Evin E., Pinko P., Kmec J. 2006. Numerical simulation of deep-drawing process and coefficient of friction. Manufacturing Engineering, 5:18-22.
• [13] Vyboch J., Evin E., Kmec J., 2011. Tribological Aspects of Numerical Simulation of Deep-Drawing Process. Manufacturing Engineering, No. 3, pp. 38-41.
• [14] PradeepMenezes L., Kumar K., Kishore R., Satish Kailas V. 2009. Influence of friction during forming processes study using a numerical simulation technique. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 40, pp. 1067-1076.
• [15] Schrek A., Švec P., Brusilová A., Gábrišová Z. 2018. Simulation process deepdrawing of tailor welded blanks DP600 and BH220 materials in tool with elastic blankholder. Strojnicky Casopis, Vol. 68, No. 1, pp. 95-102.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).