Analiza numeryczna odkształceń blachy DC04 w procesie kształtowania wytłoczek osiowosymetrycznych

• Autorzy: Kraska D. , Trzepieciński T.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2018.13

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of deformations of DC04 sheet metal in the axisymmetric stamping process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł zawiera wyniki symulacji numerycznych metodą elementów skończonych procesu formowania wytłoczek cylindrycznych z wykorzystaniem metody jawnej (explicit) całkowania równań ruchu w warunkach kontaktu z tarciem izotropowym i anizotropowym. Przedstawiono wyniki eksperymentalne oraz numeryczne uzyskane w programie Abaqus 6.14-5. Celem badań eksperymentalnych była analiza płynięcia materiału pod wpływem zadawanych obciążeń. Wyniki te wykorzystano do weryfikacji wyników symulacji numerycznych. Stwierdzono, że chociaż anizotropia oporów tarcia decyduje o wysokości występów na krawędzi wytłoczki, wpływ warunków tarcia na ostateczny kształt wytłoczki i rozkład grubości ścianki jest stosunkowo niewielki w porównaniu z wpływem anizotropii materiałowej. Badania wykazały również, że analiza numeryczna uwzględniająca dyskretyzację blachy za pomocą 3-węzłowych trójkątnych elementów typu shell S3R zapewnia najlepsze przybliżenie wyników symulacyjnych do danych eksperymentalnych, gdy uwzględnia się w modelu numerycznym jednocześnie anizotropię materiałową oraz anizotropię oporów tarcia.

EN

This article presents the results of FEM (finite element method) numerical simulations of forming cylindrical drawpieces using the explicit integration procedure in the presence of contact conditions with isotropic and anisotropic friction. The experimental and numerical results obtained in the Abaqus 6.14-5 program are presented. The aimof the experimental research was to analyse material flow in the forming process. These results were used to verify the results of numerical simulations. It has been found that although frictional resistance anisotropy determines the height of the ears of a drawpiece, the influence of the frictional conditions on the final shape of the drawpiece and wall thickness distribution is relatively small compared to the effect of material anisotropy. The research has also shown that numerical analysis with the workpiece discretised by 3-node triangular shell elements S3R provides the best approximation of simulation results to experimental data in the conditions when numerical anisotropy and anisotropy of frictional resistance are included in the numerical model.

Słowa kluczowe

PL

Abaqus; anizotropia; kształtowanie blach; metoda elementów skończonych

EN

Abaqus; anisotropy; sheet metal forming; finite element method

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2018
• Tom: z. 90 [298], nr 2
• Strony: 163--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kraska D.

• Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

autor

Trzepieciński T.

• Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Bergman G., Oldenburg M.: A finite element model for thermomechanical analysis of sheet metal forming, Int. J. Num. Meth. Eng., 59 (2004) 1167-1186.
• [2] Trzepieciński T., Gelgele H.L.: Investigation of anisotropy problems in sheet metal forming using finite element method, Int. J. Mater. Form., 4 (2011) 357-359.
• [3] Mataix V., Rossi R., Oñate E., Flores F.G.: Advanced solid elements for sheet metal forming simulation, J. Phys.: Conf. Ser., 734 (2016) 032128.
• [4] Chung W., Kim B., Lee S., Ryu H., Joun M.: Finite element simulation of plate or sheet metal forming processes using tetrahedral MINI-elements, J. Mech. Sci. Tech., 28 (2014) 237-243.
• [5] Wang P., Chalal H., Abed-Meraim F.: Explicit dynamic analysis of sheet metal forming processes using linear prismatic and hexahedral solid-shell elements. Eng. Computation, 34 (2017) 1413-1445.
• [6] Feresthteh-Saniee F., Montazeran M.H.: A comparative estimation of the forming load in the deep drawing process, J. Mater. Process. Tech., 140 (2003) 555-561.
• [7] Romanowski W.P.: Tłoczenie na zimno. Poradnik, WNT, Warszawa 1962.
• [8] Banabic D.: Sheet metal forming processes. Constitutive modelling and numerical simulation, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2010.
• [9] Bambach M., Hirt G.: Error analysis in explicit finite element analysis of incremental sheet forming, AIP Conf. Proc., 908 (2007) 859-864.
• [10] Chen L.: Comparisons of explicit and implicit finite element methods for sheet Metal forming, Adv. Mater. Res., 936 (2014) 1836-1839.
• [11] PN-EN ISO 6892-1: 2010. Metale – Próba rozciągania – Część 1: Metoda badania w temperaturze pokojowej.
• [12] Li P., He J., Liu Q., Yang M., Wang Q., Yuan Q., Li Y.: Evaluation of forming forces in ultrasonic incremental sheet metal forming, Aerosp. Sci. and Technol., 63 (2017) 132-139.
• [13] Mises R.: Mechanik der festen Körper im plastisch-deformablen Zustand, nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse, 1913 (1913) 582-592.
• [14] Hill R.: A theory of the yielding and plastic flow of anisotropic metals, Proc. Royal Soc., A193 (1948) 281-297.
• [15] Larsson M.: Computational characterization of drawbeads: A basic modelling method for data generation, J. Mater. Process. Tech., 209 (2009) 376-386.
• [16] Trzepieciński T.: 3D elasto-plastic FEM analysis of the sheet drawing of anisotropic steel sheet, Arch. Civ. Mech. Eng., 10 (2010) 95-106.

Uwagi

PL

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