Numeryczna i strukturalna analiza wyciskania profili pełnych o dużych przekrojach poprzecznych

• Autorzy: Grzyb J. , Libura W. , Rękas A. , Leszczyńska-Madej B.

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of extrusion of aluminum profiles of high cross-sections

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono obliczenia numeryczne oraz analizę strukturalną procesu wyciskania prętów pełnych o dużych przekrojach poprzecznych. Do badań wytypowano dwa rodzaje materiału: aluminium (1050A) oraz trudno odkształcalny stop AlCu4Mg (2017A). Jakość prętów wyciskanych zależy od wielu czynników, takich jak rodzaj wyciskanego materiału, prędkości wyciskania, temperatury oraz kształtu wyrobów wyciskanych. Optymalizacja powyższych parametrów pozwoli uzyskać wysokiej jakości gotowe wyroby. Główne problemy dotyczące wyrobów wyciskanych wynikają przede wszystkim z nierównomiernego płynięcia materiału, które prowadzi do zróżnicowania struktury oraz własności mechanicznych zarówno w przekroju poprzecznym, jak i na długości wyrobów. W przypadku wyrobów o dużych przekrojach poprzecznych wyciskanych z małymi współczynnikami wydłużenia dochodzą dodatkowo utrudnienia, polegające na niedostatecznym odkształceniu warstw wewnętrznych wyrobu, a także związana z tym możliwość pęknięć wewnętrznych. Celem pracy była analiza numeryczna oraz strukturalna prętów wyciskanych w zakresie małych współczynników wydłużenia. Dokonano porównania wpływu stopnia odkształcenia na zróżnicowanie struktury oraz własności mechanicznych na przekroju wyrobów wyciskanych. Analizowano także problem pękania wyrobów podczas wyciskania. Wyniki badań pozwalają określić dopuszczalną wartość stopnia odkształcenia zapewniającą akceptowalną jakość wyrobu. Stwierdzono ponadto na drodze modelowania numerycznego, że zjawisko pękania może dotyczyć warstw powierzchniowych, natomiast nie ma niebezpieczeństwa pękania warstw wewnętrznych.

EN

In the article the results of numerical simulations and structural analysis are presented. The investigation were made for two different kinds of materials: aluminum (1050A) and hard deformable AlCu4Mg (2017A) aluminum alloy. The quality of extruded products depends on many factors such as type of extruded material, extrusion velocity, extrusion temperaturę and shape of tools. By optimizing these parameters the high quality products can be obtained. The main problem connected with extrusion profiles concerns irregular material flow. The mode of material flow during the process influences material structure and mechanical properties on both cross and longitudinal section of the extruded profiles. For rods extruded with low extrusion ratio the important problem is insufficiently deformed structure in the central part of the product. The aim of the work was to investigate the influence of degree of deformation on the structure and mechanical properties across the extruded profiles. The results of numerical and structural investigations have shown that the extrusion ratio has a strong impact on the structure of materials, temperature, stress and strain distribution across the final product. The results allowed to propose the acceptable extrusion ratio which guarantees sufficiently good quality of product. The performed analysis excluded possibility of central cracking independently of the applied extrusion ratio.

Słowa kluczowe

PL

wyciskanie; analiza numeryczna; analiza strukturalna; stop Al

EN

extrusion; numerical analysis; structural analysis; aluminum alloys

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 56, nr 11
• Strony: 560--567
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Grzyb J.

autor

Libura W.

autor

Rękas A.

autor

Leszczyńska-Madej B.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Leśniak D., Libura W., Zasadziński J.: Analiza numeryczna procesu wyciskania trudno odkształcalnych stopów aluminium w zakresie małych współczynników wydłużenia. Rudy Metale, 2005, t. 50, nr 6, s. 336-340.
• 2. Krupnik G., Grzyb J., Oleksy A ., Libura W.: Jakość prętów ze stopów Al wyciskanych z małym współczynnikiem wydłużenia. Rudy Metale, 2007, t. 52, nr 11, s.728-733.
• 3. Libura W.: Płynięcie metalu w procesie wyciskania. AGH, Uczelniane Wydaw. Nauk.‐Dydakt., 2008.
• 4. Grzyb J., Krupnik G., Libura W., Rękas A.: Analiza numeryczna i badania struktury prętów AlCu4Mg wyciskanych z małym współczynnikiem wydłużenia. Rudy Metale, 2008, t. 53, nr 8, s. 493-497.
• 5. Soyarslan C., Tekkaya A. E., Akyuz U.: Application of Continuum Damage Mechanics in discontinuous crack formation: Forward extrusion chevron predictions. ZAMM — Journal of Applied Mathematics and Mechanics, 2008, t. 88,s. 436-453.
• 6. Cockcroft M. G. Latham D. J.: Ductility and the workability of metals. Journal of the Institute of Metals, 1968, t. 96, s. 33-39.
• 7. Peng Z., Sheppard T.: Study of surface cracking during extrusion of aluminum alloy AA 2014. Materials Science and Technology, 2004, t. 20, s. 1179-1191.