Termomechaniczna analiza procesu obciskania obrotowego wielostopniowego wałka drążonego ze stopu tytanu Ti6Al4V

• Autorzy: Tomczak J. , Pater Z.

Warianty tytułu

EN

Termomechanical analysis of rotary compression proces of a multi-stepped hollowed shaft from titanium alloy Ti6Al4V

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu obciskania obrotowego odkuwki wielostopniowego wałka drążonego ze stopu tytanu w gatunku Ti6Al4V. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono w oparciu o metodę elementów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania Simufact Forming w wersji 10.0. Symulacje prowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia z uwzględnieniem pełnej analizy termicznej, w trakcie których wyznaczono progresję kształtu odkuwki. Określono również rozkłady odkształceń, naprężeń, temperatur oraz przebiegi momentów walcowania. Omówiono sposoby wytwarzania elementów drążonych ze stopów metali lekkich wykorzystywanych w lotnictwie oraz wpływ zastosowanej technologii kształtowania na ich wytrzymałość. Obecnie w większości elementy drążone ze stopów metali lekkich wytwarza się w procesach obróbki ubytkowej, co wiąże się z dużymi stratami energii i materiałów oraz pogorszeniem ich własności. Jednym ze sposobów na podniesienie własności wytrzymałościowych oraz obniżenie zużycia materiałów jest odpowiednie ukształtowanie struktury wewnętrznej, które można uzyskać w wyniku plastycznego ukształtowania półfabrykatu. Opisane rezultaty badań numerycznych potwierdzają możliwość wytwarzania odkuwek wielostopniowych wałków drążonych ze wsadu w postaci odcinków rury metodami obróbki plastycznej.

EN

This paper presents the results of numerical analysis of rotary compression process of a multi-stepped hollowed shaft forging from titanium alloy Ti6Al4V type. The numerical analysis of the process was conducted basing on finite element method (FEM), using the commercial software Simufact Forming 10.0 version. Simulations were made in 3D state of strain, with consideration of complete thermal analysis. During simulations progression of the forging shape was determined. Strains, stresses, temperature distributions and rolling moments course were also given. The ways of hollowed parts manufacturing from light metals alloys used in aviation industry as well as the influence of the applied forming technology on their durability were discussed. At present, hollowed parts from light metals alloys are manufactured by means of machining, which is connected with a considerable loss of energy and materials and their properties deterioration. One of the ways of durability increase and lowering material consumption is appropriate forming of the inner structure, which can be obtained in the result of preform metal forming. The discussed results of numerical research confirm the possibility of multi-stepped hollowed shafts forgings manufacturing from the billet in the form of pipe parts by means of metal forming methods.

Słowa kluczowe

PL

obciskanie obrotowe; drążone wałki wielostopniowe; stopy tytanu

EN

rotary compression; hollowed multi-stepped shafts; titanium alloys

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 56, nr 11
• Strony: 710--714
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Tomczak J.

autor

Pater Z.

• Politechnika Lubelska, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, Lublin

Bibliografia

• 1. Ashby M., Jones D.: Materiały inżynierskie. Właściwości i zastosowanie, t. 1, Wydaw. Nauk.‐Techn., Warszawa 1995.
• 2. Bartnicki J., Pater Z.: Walcowanie poprzeczno‐klinowe wyrobów drążonych. Lublin: Wydaw. Polit. Lubelskiej 2005.
• 3. Pater Z.: Walcowanie poprzeczno‐klinowe. Lublin: Wydaw. Polit. Lubelskiej 2009.
• 4. Pater Z.: Nowa technologia kształtowania metali: Walcowanie klinowo‐rolkowe. Rudy Metale 2003, t. 48, nr 10‐11, s. 483-485.
• 5. Pater Z., Tomczak J.: Rotary Compression of Hollow Parts by Cross Rolling. Zgłoszenie Patentowe Europejskie nr EP 11461502.
• 6. Tomczak J., Pater Z.: Apparatus for Rotary Compression of Hollow Parts. Zgłoszenie Patentowe Europejskie nr EP 11461503.
• 7. Pater Z., Tomczak J.: Method for plastic forming of toothed shafts. Zgłoszenie Patentowe Europejskie nr EP 11461501.