Analiza termomechaniczna procesu kształtowania na półgorąco blachy stalowej nierdzewnej AMS5604

• Autorzy: Peja T. , Malinowski T. , Hojny M. , Trzepieciński T.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2016.9.13

Warianty tytułu

EN

Thermo-mechanical analysis of warm forming process of AMS5604 stainless steel sheet

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono praktyczne zastosowanie programu ImpetusAfea do analizy termomechanicznej metodą elementów skończonych procesu kształtowania owiewki silnika turbinowego wykonanej ze stali nierdzewnej AMS5604. Zakres modelowania numerycznego obejmował proces chłodzenia narzędzi, przemieszczenie blachy z pieca do przyrządu formującego oraz stabilizację temperatury w przyrządzie. W modelu MES uwzględniono zjawiska termomechaniczne zachodzące podczas trzech etapów kształtowania: przemieszczenie i pozycjonowanie blachy (określenie utraty temperatury blachy), kształtowanie elementu oraz wytrzymanie blachy w określonym czasie w tłoczniku. Analizy numeryczne przeprowadzono dla dwóch przypadków chłodzenia tłocznika. W pierwszym przypadku stempel i matryca były chłodzone kanałowo, w przypadku drugim narzędzia nie były chłodzone. Zaprezentowano i omówiono otrzymane rozkłady temperatury oraz rozkłady grubości blachy a także rozkłady temperatury w narzędziach dla analizowanych przypadków chłodzenia narzędzi.

EN

The article presents the practical application of finite-element-based Impetus Afea program to thermo-mechanical analysis of the forming process of the turbine engine deflector that is made of AMS5604 stainless steel. The scope of numerical modeling included: cooling conditions of tools, transferring the blank from the oven to the forming device and stabilization of the temperature in the forming tool. In the finite element model we considered thermo-mechanical phenomena occurring during the three forming stages: transferring and positioning the blank (determination of blank heat loss), the formation of the blank, and holding the blank for a certain time in the stamping die. Numerical analyses were carried out for the two cases. In first case the tools (a die and a punch) were cooled by cooling channel. In the second case the tools were without the cooling channel. The temperature distribution in tools for the above-mentioned cases of tool cooling and distribution both of temperature and the sheet thickness after the forming process were presented and discussed.

Słowa kluczowe

PL

kanały chłodzące; tłoczenie na półgorąco; stal nierdzewna; analiza termomechaniczna

EN

cooling channel; warm stamping; stainless steel; thermomechanical analysis

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 83, nr 9
• Strony: 428--432
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Peja T.

• Pratt& Whitney Rzeszów ul. Hetmańska 120, 35-078 Rzeszów

autor

Malinowski T.

• Pratt& Whitney Rzeszów ul. Hetmańska 120, 35-078 Rzeszów

autor

Hojny M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Informatyki Stosowanej i Modelowania ul. Czarnowiejska 66, 30-054 Kraków

autor

Trzepieciński T.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Przeróbki Plastycznej al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Stachowicz Feliks, Emil Spišak. 1998. Sposoby oceny zdolności blach cienkich do kształtowania plastycznego na zimno. Rzeszów: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.
• [2] Lange Kurt. 1985. Handbook of metal forming. New York: McGraw-Hill.
• [3] Frechard Sophie, Redjaimia Abdelkrim, Lach Erhardt, André Lichtenberger. 2006. “Mechanical behaviour of nitrogen-alloyed austenitic stainless steel hardened by warm rolling”. Materials Science Engineering A415: 219–224.
• [4] Marciniak Zdzisław. 1987. Non-uniformity of strains in she¬ring within the warm-forming tem-perature range. International Journal of Mechanical Sciences 29 : 721–731.
• [5] Marciniak Zdzisław, A. Konieczny, J. Kaczmarek. 1980. “Analysis of multi-stage deformation within warm-forging temperature range”. CIRP Annals – Manufacturing Technology 29 (1): 185–188.
• [6] Stachowicz Feliks, Tomasz Trzepieciński, Tomasz Pieja. 2010. “Warm forming of stainless steel sheet”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 10 (4): 85–94.
• [7] Heon Young Kim, Jong Kyu Park, Myoung-Gyu Lee. 2012. “Finite element simulation of hot stamping of tubular beam and its application to die channel design”. Materials Transactions 53 (5): 838–846.
• [8] Woo-Seung Lim, Hong-Seok Choi, Seok-young Ahn,Byung-Min Kim. 2014. „Cooling channel design of hot stamping tools for uniform high-strength components in hot stamping process”.International Journal of Advanced Manufacturing Technology 70 : 1189–1203.
• [9] Świć Jacek. 2003. Warunki eksploatacji narzędzi do obróbki plastycznej na gorąco. Eksploatacja i Niezawodność 2 : 59–62.
• [10] RaoNatti Singh, Guenter Schumacher, Nick Richard Schott, Tom O’BrienKeith. 2002. Optimization of cooling systems in injection molds by an easily applicable analytical model. Journal of Reinforced Plastics & Composites 21 (5): 451–460.
• [11] Park Hong-Seok, Pham Ningh-Hong. 2009. Design of conformal cooling channels for an automotive part. International Journal of Automotive Technology 10: 87–93.
• [12] Lin Zone-Ching, Chou Ming-Ho. 2002.“Design of the cooling channels in nonrectangular plastic flat injection mold”. Journal of Manufacturing Systems 21 (3): 167–186.
• [13] Nam Ki-Ju, Choi Hong-Seok, KoDae-Cheol, Kim Byung-Min. 2009. “Evaluation of design parameters for optimizing the cooling channel in hot press bending process”. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A 33 (11): 1267–1273.
• [14] Steinbeiss Heinz, So Hyunwoo, Thomas Michelitsch, Hartmut Hoffmann. 2007. “Method for optimizing the cooling design of hot stamping tools”. Production Engineering 1 (2): 149–155.
• [15] Liu Wei, Liu Hong-Sheng, XingZhong-Wen, Liu Gang, Bao Jun. 2012. “Effect of tool temperature and punch speed on hot stamping ofultra high strength steel”. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 22 (2): 534−541.
• [16] Erbel Stanisław, Kazimierz Kuczyński, Zdzisław Marciniak. 1981. Obróbka plastyczna. Warszawa: WNT.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.