Modelowanie fazy pękania ciągliwego w procesie wykrawania w ujęciu MES

• Autorzy: Kut S.

Warianty tytułu

EN

Fem modelling of ductile fracture phase in blanking process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono symulację numeryczną procesu wykrawania z uwzględnieniem fazy pękania ciągliwego. Początek fazy oraz przebieg jej trajektorii prognozowano w oparciu o tzw. wskaźnik wykorzystania odkształcalności. Opracowano oraz zaimplementowano do programu MSC MARC/Mentat specjalny podprogram, który umożliwił obliczanie wartości wskaźnika wykorzystania odkształcalności. Rozwój pęknięcia modelowano poprzez wykasowywanie w kolejnych krokach deformacji tych elementów, w których została przekroczona krytyczna wartość wymienionego wskaźnika. Symulację przeprowadzono dla próbek wykonanych z blachy stalowej o grubości 3,5 mm, wielkości luzu Lj = 0,5 mm. Określono wpływ wielkości elementu oraz kroku obliczeniowego na dokładność modelowania fazy pękania proponowanym sposobem. Otrzymane rezultaty porównano z wynikami badań eksperymentalnych. Zwrócono szczególną uwagę na kształt powierzchni przecięcia.

EN

This paper presents the numerical simulation of the blanking process including the ductile fracture phase. The beginning of ductile fracture phase and its trajectory has been predicted using the formability utilization indicator. The specialized subroutine for MSC Marc Mentat software has been developed and implemented to calculate the formability utilization indicator. The fracture progress has been modeled by step-by-step deleting the segments, where the formability utilization indicator’s critical value has been exceeded. FEM simulation has been performed for samples made of sheet steel (thickness 3.5 mm) for clearance Lj = 0.5 mm. The influence of element size and computational step on accuracy of fracture phase modelling proposed method has been determined. The simulation results have been compared with experimental results. The cross-cut section has been carefully checked.

Słowa kluczowe

PL

metoda elementów skończonych; pękanie; wykrawanie

EN

finite element method; fracture; blanking process

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
• Czasopismo: Acta Mechanica et Automatica
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 2, no. 4
• Strony: 62--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kut S.

• Katedra Przeróbki Plastycznej, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska, ul. Wincentego Pola 2, 35-959 Rzeszów,

Bibliografia

• 1. Atkins A. (1996), Fracture in forming, J. Mat. Proc. Techn., 56, 609-618.
• 2. Bao Y., Wierzbicki T. (2004), On fracture locus in the equivalent strain and stress triaxiality space, Int. J. of Mech. Sciences, 46, 81-98.
• 3. Behrens A., Just H. (2002) Verification of the damage model of effective stresses in cold and semi-hot forging operations by experimental testing and FE simulations, Mat. Konf. Metal Forming‘2002, Birmingham, 295-301.
• 4. Behrens A., Landgrebe D., Just H. (2000), Prediction of cracks in multistage cold forging operations by finite element simulations with integrated damage criteria, Mat. Konf. Metal Forming‘2000, Kraków, 245-252.
• 5. Brokken D., Brekelmans W.A.M., Baaijens F.P.T. (2000), Predicting the shape of blanked products: a finite element approach, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 103, 51-56.
• 6. Clift S.E., Hartley P., Sturgess C. E. N., Rowe G.W. (1990), Fracture prediction in plastic deformation processes, Int. J. Mech. Sci., 32, 1-17.
• 7. Cockroft M.G., Latham D.J. (1968), Ductility and the Workability of Metals, J. Inst. Metals, 96, 33-39.
• 8. Fang G., Zeng P., Lou L. (2002), Finite element simulation of the effect of clearance on the forming quality in the blanking process, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 122, 249-254.
• 9. Goijaerts A., Govaert L., Baaijens F. (2001), Evaluation of ductile fracture models for different metals in blanking, J. Mat. Proc. Techn., 110, 312-323.
• 10. Gronostajski J., Matuszak A. (1971), Sposoby dokładnego wykrawania z blach, Mechanik, 9, 493-496.
• 11. Grosman F. (1976), Funkcja odkształcalności granicznej. Obróbka plastyczna, 4, 197-202.
• 12. Grosman F. (2003), Charakterystyki technologicznej plastyczności materiałów stan aktualny a oczekiwania, Rudy Metale, R48, 10-11, 446-468.
• 13. Grosman F., Tkocz M. (2003), Koncepcja zastosowania funkcji odkształcalności granicznej do prognozowania utraty spójności, Mat. konf. Forming 2003, Podlesie, 63-68.
• 14. Hambli R., Reszka M. (2002), Fracture criteria identification using an inverse technique method and blanking experiment, Int. J. Mech. Sci., 44, 1349-1361.
• 15. Kachanov L. M. (1986) Introduction to continuum damage mechanics, Martinus Nijhof, Dordrecht.
• 16. Kut S. (2004), Sposób wykrawania ze wstępnym wygięciem półwyrobu, Rudy Metale, R49, 3, 127-130.
• 17. Kut S. (2006a), Wpływ wybranych parametrów na jakość wyrobów w procesie wykrawania dokładnego, OWPRz, Rzeszów 2006.
• 18. Kut S. (2006b), Sposób wyznaczania odkształcenia pekania w próbie jednoosiowego rozciągania próbek płaskich, Acta Mechanica Slovaca, 10, 2B/2006, 205-212.
• 19. Kut S. (2007), The method of ductile fracture modeling and predicting the shape of blanks. Progressive Technologies and Materials, Vol. 2, OWPRz, Rzeszów 2007, 15-25.
• 20. Lemaitre J. (1996) A course on damage mechanics. 2nd Edition, Springer, Munich.
• 21. McClintock F. (1968), A criterion of ductile fracture by the growth of holes, J. Applied Mechanics 35, 363-371.
• 22. McClintock F. A. (1968), A criterion for ductile fracture by the growth of holes, Trans. ASME, Int. J. Appl. Mech., 35, 363-371.
• 23. Norris D., Reaugh J., Moran B.,Quinones D. (1978), A plastic-strain, mean-stress criterion for ductile fracture, J. Eng. Materials and Technology, 100, 279-286.
• 24. Oyane M., Sato T., Okimoto K., Shima S. (1980), Criteria for ductile fracture and their applications, Journal Mechanical Working Technology, 4, 65-81.
• 25. Rice J., Trecey D. (1969), On the ductile enlargement of voids in triaxial stress fields, J. Mech. Phys. Solids, 17, 201-217.
• 26. Taupin E., Breitling J., Wei-Tsu W., Taylan A. (1996), Material fracture and burr formation in blanking results of FEM simulations and comparison with experiments. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 59, 68-78.
• 27. Yu S., Xie X., Zhang J., Zhao Z. (2007), Ductile fracture modeling of initiation and propagation in sheet-metal blanking processes. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 187-188, 169-172.