Numerical analysis and computer simulations of burnishing rolling process of rough surface

• Autorzy: Kułakowska A. , Chodór J. , Bohdal Ł. , Kałduński P. , Żurawski Ł.

Warianty tytułu

EN

Analiza numeryczna i symulacje komputerowe procesu nagniatania powierzchni chropowatych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study the process of burnishing rolling is considered as a geometrical and physical boundary and initial value problem, with unknown boundary conditions in the contact area. 3D dynamic explicit method for burnishing rolling process with taking into account surface roughness after turning (as previous treatment) under ANSYS environment were established. The analysis covered surfaces characterized by vertical angle of the asperities equal: 75°. The simulation results (i.e. surface deformation, states of strain and stresses, material behavior) were evaluated. Numerical algorithms can be used for an assessment of the influence of the surface after previous treatment on the burnished product.

PL

W pracy proces nagniatania naporowego tocznego rozpatrzono jako geometrycznie i fizycznie nieliniowe zagadnienie brzegowo-początkowe, z nieznanymi warunkami brzegowymi w obszarze kontaktu. symulacje komputerowe 3D przeprowadzono, z zastosowaniem metody explicit w środowisku Ansys. Powierzchnie do nagniatania traktowano jako chropowate, przygotowane w obróbce poprzedzającej toczeniem. Analizą objęto powierzchnie charakteryzujące się kątem wierzchołkowym nierówności powierzchni O=75°. Uzyskane wyniki (deformacje, stany odkształceń i naprężeń) przedstawiono w postaci wykresów i map rozkładów.

Słowa kluczowe

EN

numerical analysis; computer simulation; rough surface; burnishing

PL

analiza numeryczna; symulacja komputerowa; powierzchnia chropowata; nagniatanie

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "TTS" Sp. z o.o
• Czasopismo: TTS Technika Transportu Szynowego
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 22, nr 12
• Strony: 895--899, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Kułakowska A.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki Technicznej i Wytrzymałości Materiałów

autor

Chodór J.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki Technicznej i Wytrzymałości Materiałów

autor

Bohdal Ł.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki Technicznej i Wytrzymałości Materiałów

autor

Kałduński P.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki Technicznej i Wytrzymałości Materiałów

autor

Żurawski Ł.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Zakład Monitorowania Procesów Technologicznych

Bibliografia

• 1. Kułakowska A., Kukiełka L., Patyk R.: Numerical analysis and Experimental researches of burnishing rolling process of workpieces with real surface, WMSCI, Vol. II. International Institute of Informatics and Systemics, ISBN -13: 978-1-934272-59-6, pg.63-68
• 2. A. Kulakowska, L. Kukielka: Numerical analysis and experimental researches of burnishing rolling process with taking into account deviations in the surface asperities outline after previous treatment, Steel Research International, 2 (2008) 42-48.
• 3. A. Kulakowska: Problems of surface preparation under Burnishing rolling in aspect of product quality, Steel Research In-ternational, 81/9 (2010) 218-221.
• 4. A. Kulakowska: Experimental Researches of Burnishing Rolling Process of Regular Surface Asperities Prepared in Turning Process, Steel Research International, Special Edition: 14th International Conference on Metal Forming (2012) 127-131.
• 5. R. Patyk, L. Kukielka, A. Kulakowska, Numerical analysis of embossing process of regular inequalities with triangular out-line on cylindrical semi product, J. Sys., Cyb. Inf. 8/3 (2010) 36-41.
• 6. L. Bohdal.: Finite element simulation of 3D sheet metal guillotining using elastic/visco-plastic damage model, Steel Re-search International. Special Edition: 14th International Conference on Metal Forming (2012) 1419-1422.
• 7. L. Kukielka, K. Kukielka: Numerical analysis of the physical phenomena in the working zone in the rolling process of the round thread, in: J.T.M. de Hosson, C.A. Brebbia, S-I Nishida (Eds.), Computer Methods and Experimental Measurements for Surface Effects and Contact Mechanics VIII, WITPRESS, Southampton-Boston, (2007) 125-124.
• 8. L. Kukielka, K. Kukielka: Numerical analysis of the process of trapezoidal thread rolling, in: C.A. Brebbia (Eds.), High Performance Structures and Materials III, Southampton-Boston, WITPRESS (2006) 663-672.
• 9. P. Kaldunski: Numerical method for determining product dimensions in the drawing process, PAK 5 (2011) 547-550.
• 10. K.J. Bathe, Finite Element Procedures in Engineering Analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1982.
• 11. K.L. Johnson, Contact mechanics, Cambridge University Press, 1985.
• 12. Kukielka L., Kukielka K., Kulakowska A., Patyk R., Malag L., Bohdal L.: Incremental Modelling and Numerical Solution of the Contact Problem between Movable Elastic and Elastic/Visco-Plastic Bodies and Application in the Technological Processes. Applied Mechanics and Materials Novel Trends in Production Devices and Systems, Editors: Karol Velíšek, Peter Košťál and Milan Nad, 2014, USA-SLOVAKIA, pp. 159-165. ISSN 1662-7482.
• 13. Kukielka K., Kukielka L., Bohdal L., Kulakowska A., Malag L., Patyk R.: 3D Numerical Analysis the State of Elastic/Visco-Plastic Strain in the External Round Thread Rolled on Cold. Applied Mechanics and Materials Novel Trends in Production Devices and Systems, Editors: Karol Velíšek, Peter Košťál and Milan Nad, 2014, USA-SLOVAKIA, pp. 436-441. ISSN 1662-7482.
• 14. J. Chodor, L. Kukielka, B. Storch, New method of determination of tool rake angle on the basis of crack angle of specimen in tensile test and numerical simulations, in J.T.M. De Hosson, C.A. Brebbia (Eds.), Surface Effects and Contact Mechanics IX: Computational Methods and Experiments, WITPRESS, Ashurst, Southampton, United Kingdom, 2009, pp. 207-216
• 15. J. Chodor, L. Kukielka. Numerical analysis of the influence of abrasive grain geometry and cutting angle on states of strain and stress in the surface layer of object, in J.T.M. De Hosson, C.A. Brebbia, S-I Nishida (Eds.), Computer Methods and Ex-perimental Measurements for Surface Effects and Contact Mechanics VIII, WITPRESS, Ashurst, Southampton, United Kingdom, 2007, pp. 183-193
• 16. J. Chodor, L. Kukielka, Using Nonlinear Contact Mechanics in Process of Tool Edge Movement on Deformable Body to Analysis of Cutting and Sliding Burnishing Processes, Applied Mechanics and Materials, Vol 474, pp. 339-344, Jan. 2014.
• 17. Kukielka L., Geleta K., Kukielka K.: Modelling of Initial and Boundary Problems with Geometrical and Physical Nonlinearity and its Application in Burnishing Processes in: K. Mori, M. Pietrzyk, J. Kusiak, J. Majta, P Hartley, J. Lin (Eds.), Steel Re-search International. Special Edition: 14th International Conference Metal Forming, 2012, pp. 1375-1378.
• 18. L. Kukiełka, A. Kułakowska, R. Patyk, Numerical modeling and simulation of the movable contact tool-worpiece and application in technological processes. Journal of Systemics, Cybernetics and Informatics, Orlando, Floryda (2009) 57-62.
• 19. Kułakowska A., Bohdal Ł., Kukiełka L., Kukiełka K., Maląg L., Patyk R.: Possibility of Steering of Product Surface Layers Properties in Burnishing Rolling Process, Applied Mechanics and Materials, Tom: 474
• 20. Kułakowska A., Bohdal Ł., Patyk R.: Zastosowanie obróbki nagniataniem w tworzeniu ekologicznego produktu, Annual Set The Environment Protection, Vol. 16, year 2014, ISSN 1506-218X
• 21. Patyk R., Kułakowska A., Bohdal Ł.: Ekologiczne, ekonomiczne i eksploatacyjne aspekty obróbki nagniataniem, Annual Set The Environment Protection, Vol. 16, year 2014, ISSN 1506-218X
• 22. Bohdal Ł., Kułakowska A., Patyk R.: Analysis of slitting of aluminium body panels in the aspect of scrap reduction, Annual Set The Environment Protection, Vol. 16, year 2014, ISSN 1506-218X