Analiza sprężynowania blach tytanowych w procesach gięcia

• Autorzy: Winowiecka J.

Warianty tytułu

EN

The analysis of springback of titanium sheet after bending

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zostały przedstawione rezultaty badań nad zjawiskiem sprężynowania powrotnego, występującym w procesach U- i V-gięcia. Sprężynowanie powrotne jest zdefiniowane jako geometryczna zmiana kształtu części po odciążeniu. W procesach gięcia po formowaniu materiał próbuje powrócić do swojego pierwotnego kształtu. Zjawisko sprężynowania uwarunkowane jest występowaniem odkształceń sprężystych w materiale. Sprężynowanie jest jednym z podstawowym czynników wpływających na jakość i dokładność tłoczonych części. Prawidłowe określenie sprężynowania wymaga uwzględnienia czynników, które mogą wpływać na wielkość omawianego zjawiska. Badania doświadczalne przeprowadzono dla próbek wykonanych z dwóch gatunków czystego tytanu technicznego Grade 2 i Grade 4 oraz stopu Grade 5 (Ti-6Al-4V). Dla narzędzia rzeczywistego wykonano odpowiadający mu model numeryczny, który posłużył do symulacji w programie PAMSTAMP 2G v2012. Otrzymane wyniki badań doświadczalnych porównano z wartościami uzyskanymi z obliczeń numerycznych. Na podstawie eksperymentów i symulacji numerycznych określono wpływ właściwości mechanicznych badanych materiałów oraz wybranych parametrów procesu na wielkość zjawiska sprężynowania. W pracy analizowano również wpływ metod obliczeń numerycznych na zmianę kształtu części po odciążeniu.

EN

In the paper results of studies about phenomena of springback occurring U- and V-bending process are presented. Springback is defined as geometrical change of a part after forming process is finished, when the forces from forming tools are removed. For bending processes after forming the part attempts to return to its original shape and this phenomena is caused by elastic strains occurring in the forming material. Springback is one of the fundamental factors influencing the quality and accuracy of the stamped components. Correct determination of springback requires taking into account all factors that influence it. The experimental studies were performed for specimens made of commercially pure titanium Grade 2, Grade 4, and titanium alloy Grade 5 (Ti-6Al-4V). Based on real tool the corresponding numerical model was made using program PAMSTAMP 2G v2012. The actual results were compared with values obtained from the numerical calculations. Based on experiments and numerical simulations the impact of material properties of titanium specimens on springback was determined. In the paper a significance of select the type of process solutions on change of the parts shape was investigate.

Słowa kluczowe

PL

sprężynowanie; V-gięcie; U-gięcie; materiały tytanowe

EN

springback; V-bending; U-bending; titanium materials

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 24, nr 3
• Strony: 219--232
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Winowiecka J.

• Politechnika Częstochowska, Częstochowa

Bibliografia

• [1] Adamus J., Lackner M., Major Ł.: A study of the impact of anti-adhesive coatings on the sheet-titanium forming processes. Archives Of Civil And Mechanical Engineering 13(2013) pp. 64–71.
• [2] Adamus J., Lacki P.: Forming of the titanium elements by bending, Computational Materials Science 50 (2011), pp. 1305-1309.
• [3] Lacki P., Adamus J., Więckowski W., Winowiecka J.: Modelling of stamping process of titanium Tailor-welded blanks, Computer Methods In Materials Science, Vol. 13, 2013, No. 2, pp. 339-344.
• [4] Lacki P., Adamus K.: Welding of thin titanium sheets of different mechanical properties. Obróbka Plastyczna Metali Vol. XXIII Nr 3 (2012).
• [5] Lacki. P, Adamus J., Więckowski W., Winowiecka J.: Evaluation of drawability of titanium welded sheets. Archives of Metallurgy and Materials (2013) 58 pp.139-143.
• [6] Adamus J.: Stamping of Titanium Sheets, Key Engineering Materials 410-411 (2009), pp. 279-288.
• [7] Adamus J.: Theoretical and experimental analysis of the sheet-titanium forming process, Archives of Metallurgy and Materials 54/3 (2009).
• [8] Tekiner Z.: An experimental study on the examination of springback of sheet metals with several thicknesses and properties in bending dies. Journal of Materials Processing Technology 2004 145, pp.109–117.
• [9] Zhang D.J., Z.S., Z.Y. Chen, X.Y. Ruan: An analytical model for predicting sheet springback after V-bending. Journal of Zhejiang University Science A 2007 8(2), pp.237-244.
• [10] Jiang Z.Q., Yang H., Zhan M., Xu X.D., Li G.J.: Coupling effects of material properties and the bending angle on the springback angle of a titanium alloy tube during numerically controlled bending. Materials and Design 2010 31, pp.2001–2010.
• [11] Thipprakmas S.: Finite element analysis of punch height effect on V-bending angle. Materials and Design 2010 31, pp. 1593–1598.
• [12] Garcia-Romeu M.L., Ciurana J., Ferrer I.: Springback determination of sheet metals in an air bending process based on an experimental work. Journal of Materials Processing Technology 2007 191, pp. 174–177.
• [13] Adamus J., Lacki P., Łyzniak J., Zawadzki M.: Analysis of spring-back during forming of the element made of AMS 5604 steel. Archives of metallurgy and materials, 2011 56(2), pp. 423-430.
• [14] Greze R., Manach P.Y., Laurent H., Thuillier S., Menezes L.F.: Influence of the temperature on residual stresses and springback effect in an aluminium alloy. International Journal of Mechanical Sciences 2010 52, pp. 1094–1100.
• [15] Moon Y.H., Kang S.S., Cho J.R., Kim T.G.: Effect of tool temperature on the reduction of the springback of aluminum sheets, Journal of Materials Processing Technology 132 (2003), pp.365–368.
• [16] Zhang L. C. Lin Z.: An analytical solution to springback of sheet metals stamped by a rigid punch and an elastic die. Journal of Materials Processing Technology 63 (1997), pp.49-54.
• [17] Zampaloni M., Abedrabbo N., Pourboghrat F.: Experimental and numerical study of stamp hydroforming of sheet metals. International Journal of Mechanical Sciences 2003 45, pp.1815–1848.
• [18] Xu W.L., Ma C.H., Li C.H., Feng W.J.: Sensitive factors in springback simulation for sheet metal forming. Journal of Materials Processing Technology 2004 151, pp. 217–222.
• [19] Narasimhan N., Lovell M.: Predicting springback in sheet metal forming: an explicit to implicit sequential solution procedure. Finite Elements in Analysis and Design 1999 33, pp. 29-42.
• [20] Sousa L.C., Castro C.F., Antonio C.A.C: Optimal design of V and U bending processes using genetic algorithms. Journal of Materials Processing Technology 2006 172, pp. 35–41.