Simulation studies on ring upsetting using the ABAQUS software

• Autorzy: Lisowski E. , Okoński S. , Czyżycki W.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.17.182.7290

Warianty tytułu

PL

Badania symulacyjne spęczania pierścieni w programie ABAQUS

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, a simulation and an experimental analysis of upsetting a cold ring placed between two rigid plates were conducted. When designing a new process, it is preferable to carry out the simulation studies using FEM, which allow for the prediction of the course and proper selection of process conditions. Due to the complexity of phenomena that occur during plastic formation, it is essential to have a good description of contact phenomena and properties of material in the plastic state. The computer simulation was performed for a specific material – a thick plate of hot-rolled carbon steel with fixed initial dimensions of rings and different values of the coefficient of friction.

PL

W niniejszym artykule przeprowadzono analizę MES spęczania na zimno pierścienia umieszczonego pomiędzy dwoma sztywnymi płytami. Symulację komputerową przeprowadzono dla konkretnego materiału – blachy grubej walcowanej na gorąco ze stali niskowęglowej przy ustalonych wymiarach początkowych pierścieni i różnych wartościach współczynników tarcia. Krzywą wzmocnienia wyznaczono w badaniach własnych. Obliczone wymiary pierścieni oraz wartości sił spęczania porównano z wynikami doświadczalnymi. Wyraźnie widać silny wpływ warunków tarcia na niejednorodność odkształceń, a zwłaszcza na charakter zmian średnic wewnętrznych. Wykonano badania doświadczalne spęczania z użyciem gładkich i chropowatych kowadeł na sucho i ze smarem, zmieniając w ten sposób warunki tarcia na powierzchniach kontaktowych.

Słowa kluczowe

EN

upsetting; friction; FEM simulation

PL

spęczanie; tarcie; analiza MES

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Technical Transactions
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 10(114)
• Strony: 167--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., wz., wykr.

Twórcy

autor

Lisowski E.

• Institute of Applied Informatics, Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

autor

Okoński S.

• Institute of Applied Informatics, Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

autor

Czyżycki W.

• Institute of Applied Informatics, Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Behrens A., Schafstall H., 2D and 3D simulation of com plex multistage forging processes by use of adaptive friction coefficient, Journal of Materials Processing Technology, 80–81, 1998, 298–303.
• [2] Burgdorf M., Über die Ermittlung des Reibwertes für verfahren der Massivumformung durch den Ringstauchwersuch Ind., Anz. Steel Research, 89, 1967.
• [3] Dassault Systemes, Abaqus Documentation and User Manual, Version 6.12, 2012.
• [4] Essa K., Kacmarcik I., Hartley P., Plancak M., Vilotic D., Upsetting of bi-metallic ring billets, Journal of Materials Processing Technology, 212, 2012, 817–824.
• [5] Giezyńska M., Tarcie, zużycie i smarowanie w obróbce plastycznej metali, WNT, Warszawa 1992.
• [6] Herold K., Steigversuch an Flachproben-Ein neuses Verfahren zur Ermittlung des Reibungskoezienten bei Umformvorgangen, Fertigungstechnik und Betrieben, 2, 1968.
• [7] Hojny M., Głowacki M., Opaliński A., Woźniak D., Computer aided design of stamping process technology using the eta/Dynaform 5.8 system, Technical Transactions, vol. 4-M/2011, Cracow Uniwersity of Technology Press.
• [8] Khoei A., Biabanaki S.O.R., Vafa A.R., Yadegaran I., Keshavarz S.H., A new computational algorithm for contact friction modeling of large plastic deformation in powder compaction processes, International Journal of Solids and Structures, 46, 2009.
• [9] Kunogi M., A new method of cold extrusion, J. Sci. Res. Inst., 50, 1956, 215–246.
• [10] Lacki P., Simulation of friction in upsetting process, International Journal of Applied Mechanics and Engineering, 9, 2004, 247–253.
• [11] Lacki P., Zastosowanie wybranych modeli tarcia w numerycznej analizie procesów obróbki plastycznej, Konferencja nt. „Informatyka w technologii metali” 11–14 stycznia 2004, Wyd. Nauk. AKAPIT, Kraków 2004.
• [12] Luo J., Wang X., Guo M., Xia J., Precision research in sheet metal flanging and upset extruding, Materials Research Innovations, 15, 2011, 439–442.
• [13] Male A.T., Cockroft M.G., A method for the determination of the coefficient of friction of metals under conditions of bulk plastic deformation, Journal of the Institute of Metals, 93, 1964, 38–46.
• [14] Morawiecki M., Sadok L., Wosiek E., Przeróbka plastyczna. Podstawy teoretyczne, Wyd. Śląsk, Katowice 1986.
• [15] Pawelski O., Rasp W., Hoerster C., The ring compression test as simulation test for the investigation of friction in hot metal forming, Steel Research, 60, 1989.
• [16] Sofuoglu H., Gedikli H., Determination of friction coefficient encountered in large deformation processes, Tribology International 35, 2002, 27–34; doi:http://dx.doi.org/10.1016/S0301-679X(01)00076-7.
• [17] Tajdari M., Javadi M., A new experimental procedure of evaluating the friction coefficient in elastic and plastic regions, Journal of Materials Processing Technology 177, 2006, 247–250.
• [18] Wang F., Lenard J.G., An experimental study of interfacial friction hot ring compression, Journal of Engineering Materials and Technology, 114, 1992, 13–18.

Uwagi

EN

Section "Mechanics"

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)