Badania symulacyjne i eksperymentalne procesu wykrawania części z blach aluminiowych o zmiennej grubości

• Autorzy: Bohdal Łukasz , Kalata Franciszek , Kałduński Paweł , Kukiełka Leon , Patyk Radosław , Kukiełka Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.24136/atest.2019.202

Warianty tytułu

EN

Simulation and experimental researches of the blanking process of parts from aluminum sheets with different thickness

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono algorytm modelowania i analizy oraz wyniki badań symulacyjnych z zastosowaniem MES oraz eksperymentalnych procesu wykrawania części z blach aluminiowych stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym do budowy pojazdów. Uzyskuje się zarówno oszczędność energii oraz obniżenie masy samochodów. Analiza dotyczy wpływu warunków procesu wykrawania na jakość ciętej krawędzi wyrobu. Symulacje komputerowe przeprowadzono dla przestrzennych stanów naprężeń i płaskich stanów odkształceń z wykorzystaniem Solvera LS-DYNA oraz aplikacji LS-PrePost. Otrzymano mapy intensywności naprężeń i odkształceń dla dowolnej chwili czasowej z uwzględnieniem nieliniowości występujących w procesie wykrawania. Badania symulacyjne przeprowadzono dla różnych grubości blach oraz zmiennych wartości luzu miedzy stemplem a matrycą. Wyniki symulacji zweryfikowano eksperymentalnie. Opracowane aplikacje numeryczne oraz otrzymane wyniki badań mogą być wykorzystane do projektowania i optymalizacji procesu wykrawania.

EN

The paper presents the modeling and experimental researches of the blanking process of parts from aluminum sheets used in automotive industry to building vehicles. Analysis concerns influence of process conditions on quality of cut edge. Numerical analysis was performed for the spatial states of stresses and flat states of strains in LS-DYNA solver and LS-PrePost application regarding blanking process nonlinearities. Researches were realized for different sheet’s thickness and punch-die clearances. Results were verified experimentally. Obtained maps of stresses, strains, displacement at any moment of time can be used for design of the blanking process and it’s optimization.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie; wykrawanie; blacha aluminiowa; mapy intensywności naprężeń i odkształceń

EN

modelling; blanking; aluminum sheet; maps of stresses and strains intensity

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 20, nr 9
• Strony: 52--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., il., map., wykr.

Twórcy

autor

Bohdal Łukasz

• Politechnika Koszalińska

autor

Kalata Franciszek

• EMET Sp. z o.o

autor

Kałduński Paweł

• Politechnika Koszalińska

autor

Kukiełka Leon

• Politechnika Koszalińska

autor

Patyk Radosław

• Politechnika Koszalińska

autor

Kukiełka Krzysztof

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• 1. Bohdal Ł., Kukiełka L., Modelowanie i analiza numeryczna procesu cięcia blach nożami krążkowymi z uwzględnieniem nieliniowości geometrycznej i fizycznej, „Mechanik” 2011, nr 8–9, s. 712–716.
• 2. Bohdal Ł., Kukiełka L., The effect of selected material parameters on the stress and strain states in the process of cutting a sheet plate with circular cutters, TASK Quarterly 2006, vol. 10, No. 4, pp. 391–400.
• 3. Bohdal Ł., Walczak P., Eco-modeling of metal sheet cutting with disc shears, Annual Set The Environment Protection 2013, 15, pp. 863–872.
• 4. Bohdal Ł., Gotowała K., Using of high speed blanking process in the aspect of car elements forming, „Autobusy – Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe” 2014, nr 6.
• 5. Bohdal Ł., Kukiełka L., Modelowanie procesu cięcia elementów pojazdów samochodowych na nożycach krążkowych, „Autobusy – Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe” 2014, nr 6.
• 6. Chodór J., Kukiełka L., Numerical analysis of chip formation during machining for different value of failure strain, PAMM 7 (1) s. 4030031-4030032, (2007).
• 7. Chodór J., Kukiełka L., 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 2014, 474, s. 339–344.
• 8. Hambli R., Comparison between Lemaitre and Gurson damage models in crack growth simulation during blanking process, „International Journal of Mechanical Sciences”2001, 43, s. 2769–2790.
• 9. http://www.cmms.agh.edu.pl/repo_file.php?f_id=450
• 10. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/pamm.200700832
• 11. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/pamm.200701059
• 12. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/pamm.200810725
• 13. https://www.researchgate.net/publication/260158328_Eco-modeling_of_metal_sheet_cutting_with_disc_shears
• 14. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0020740395000542
• 15. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020740301000704
• 16. https://www.scientific.net/AMM.474.339
• 17. Kałduński P., Kukiełka L., The numerical analysis of the influence of the blankholder force and the friction coefficient on the value of the drawing force, PAMM 2007, 7 (1) pp. 4010045-4010046.
• 18. Kałduński P., Kukiełka L., The sensitivity analysis of the drawpiece response on the finite element shape parameter, PAMM 2008, 8 (1), pp. 10725–10726.
• 19. Kukiełka L., Kułakowska A., Patyk R., Numerical Modeling and Simulation of the Movable Contact Tool-Worpiece and Application in Technological Processes, The 5th International Symposium on Management, Engineering and Informatics: MEI 2009, The 13th Multi-conference on Systemics, Cybernetics and Informatics: WMSCI 2009, July 10th - 13th, 2009 Orlando, Florida, USA.
• 20. Kułakowska A., Kukiełka L., Patyk R., Numerical analysis and experimental researches of burnishing rolling process of workpieces with real surface, The 5th International Symposium on Management, Engineering and Informatics: MEI 2009, The 13th Multi-conference on Systemics, Cybernetics and Informatics: WMSCI 2009, July 10th - 13th, 2009 Orlando, Florida, USA.
• 21. Saanouni K., Belamri N., Autesserre P., Finite element simulation of 3D sheet metal guillotining using advanced fully coupled elastoplastic-damage constitutive equations, Finite Elements in Analysis and Design 2010, 46, pp. 535–550, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168874X10000211
• 22. Świłło S., Czyżewski P., An experimental and numerical study of material deformation of a blanking process, Computer Methods in Materials Science 2013, 13 (2) s. 333–338.
• 23. Wisselink H., Analysis of guillotining and slitting, finite element simulations, Ph. D - Thesis, University of Twente, The Netherlands, 2000.
• 24. Zhou Q., Wierzbicki T., A Tension Zone Model of Blanking and Tearing of Ductile Metal Plate, International Journal of Mechanical Sciences 1996, 38 (3), pp. 303–324.

Uwagi

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