Investigation of hydroforming of the Y-shape branch

• Autorzy: Stadnik R. , Kazanecki J.

Warianty tytułu

PL

Badania procesu rozpęczania hydromechanicznego trójnika skośnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper describes FEM simulations and experiments of the hydroforming process, which were carried out using test stand and ABAQUS/CAE software. The application of simulation methods to the development of the hydroformed parts was illustrated. The influence of the forming conditions, such as the loading path of the hydraulic pressure and the axial feeding, on the hydroforming of Y-shapes was investigated. These estimated conditions were improved in FEM simulations and then verified with hydroforming experiment. A tube made of stainless and unalloyed steels were taken into consideration both in a numerical and experimental study. The experimental investigation shows considerable influence of the mechanical properties of the examined steel grades on the metal flow and final shape, especially the thickness distributions and the branch height. The results from the experiment and FEM simulation, e.g. loading path, thickness distributions or branch height were in good agreement. This means that numerical simulation is a good way to evaluate the part formability.

PL

W pracy opisano symulacje numeryczne i badania eksperymentalne wykonane przy pomocy programu ABAKUS/CAE oraz odpowiednio wyposażonego stanowiska badawczego. Przedstawiono zastosowanie metod numerycznych przy rozpęczaniu trójników skośnych. Zbadano wpływ parametrów kształtowania, takich jak: ciśnienie cieczy, siłę osiową spęczającą. Te oszacowane parametry zostały udoskonalone w trakcie symulacji numerycznych a następnie zweryfikowane w trakcie eksperymentu. Zarówno w symulacjach numerycznych, jak i badaniach eksperymentalnych rozpatrywano stale stopowe odporne na korozję oraz stale niestopowe. Badania eksperymentalne pokazały znaczący wpływ własności mechanicznych rozpatrywanych stali na kształtowanie materiału oraz kształt końcowy, zwłaszcza na zmianę grubości ścianki gotowego elementu oraz wysokość króćca. Wyniki obu wykonanych badań, np. droga obciążenia, zmiana grubości czy wysokość króćca, wykazały zgodności. Oznacza to, że symulacje numeryczne są odpowiednim sposobem do określenia zdolności materiałów do odkształceń plastycznych.

Słowa kluczowe

EN

hydroforming; loading path; Y-shape branch

PL

rozpęczanie hydromechaniczne; droga obciążenia; króciec

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 35, no. 1
• Strony: 13--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Stadnik R.

• DELPHI Poland S.A., ul. Podgórki Tynieckie 2, 30-399 Kraków

autor

Kazanecki J.

• Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, AGH - University of Science and Technology, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Massoni E.: Finite element simulation of hydroforming process, Proc. Int. Conf. ESAFORM 2002, pp. 703706
• [2] Luck H.-U., Hartl Ch., Abbey T.: Hydroforming, J. Mat. Proc. Techn., 115 (2001) 87-91
• [3] Dochmann F., Hartl Ch.: Hydroforming-applications of coherent FE-simulations to the development of products and processes, J. Mat. Proc. Techn., 150 (2004) 18-24
• [4] Stadnik R., Kazanecki J., Szymański J.: Parameters of the bellows forming process, Przegląd Mechaniczny, 7-8 (2007) 33-36
• [5] Lang L.H., Wang Z.R., Kang D.C., Zhang S.J., Danckert J., Nielsen K.B.: Hydroforming highlights: sheet hydroforming and tube hydroforming, J. Mat. Proc. Techn., 151 (2004) 165-177
• [6] Koc M.: Investigation of the effect of loading path and variation in material properties on robustness of tube hydroforming process, J. Mat. Proc. Techn., 133 (2003) 276-281
• [7] Jirathearanat S., Hartl Ch., Altan T.: Hydroforming of Y-shape - product and process design using FEA simulation and experiments, J. Mat. Proc. Techn., 146 (2004) 124-129
• [8] Stadnik R.: Tubular blanks forming process with utilize of liquid pressure, AGH, Krakow 2008, PhD thesis
• [9] Jirathearanat S., Altan T.: Optimization of Loading Path for Tube Hydroforming, Mat. Conf. NUMIFORM 2004, ed. S. Ghosh, J.C. Castro, J.K. Lee, pp. 1148-1153
• [10] Koc M., Altan T.: Prediction of forming limits and parameters in the tube hydroforming process, Int. J. Mach. Tools & Manufacture, 42 (2002) 123-138
• [11] Koc M., Altan T.: Application of two dimensional (2D) FEA for the tube hydroforming process, Int. J. Mach. Tools & Manufacture, 42 (2002) 1285-1295
• [12] Koc M., Allen T., Jirathearanat S., Altan T.: The use of FEA and design of experiments to establish design guidelines for simple hydroformed parts, Int. J. Mach. Tools & Manufacture, 40 (2000) 2249-2266
• [13] Hibbit, Karlsson, Sorensen: ABAQUS/Explicit User's Manual, Inc, 1998
• [14] Stadnik R., Kazanecki J.: Hydroforming of a Y-shape branch, Mat. Conf. KomPlasTech2006, ed. D. Szeliga, M. Pietrzyk, J. Kusiak, pp. 327-334