Mathematical simulation of deformation behavior in Equal Channel Angular Rolling process

• Autorzy: Kvackaj M. , Kvackaj T. , Kovacova A. , Kocisko R. , Bacso J. , Dutkiewicz J.

Warianty tytułu

PL

Symulacja matematyczna procesu odkształcenia w procesie ECAR

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Mathematical simulations of stress distribution in the simulated samples using the Equal Channel Angular Rolling (ECAR) were performed by finite element methods (FEM) with the use of DeForm 3D software. Calculations were carry out for cross section of copper (Cu 99.99%) simulated specimes for different ECAR die angles. The analysis included the behaviour of the sample, strain, strain rate, stress and the temperature field. The copper sample was trapezoid (7×6 mm). The investigation focused on the effect of die angle ? and the friction between the die channels and the specimen on the stress and strain distribution, strain homogeneity, the feature of shear deformation and the torque. In the continuous ECAR, there is shear deformation in the die angle ranging from 90° to 120°. The effective strain is uniform in most parts of the sample. It was shown that plastic deformation decrease with the angle rising up.

PL

Za pomocą programu komputerowego DeForm 3D przeprowadzono symulacje rozkładu naprężeń w próbkach odkształconych przez walcowanie przez kanał kątowy (ECAR), stosując metodę elementów skończonych (FEM). Obliczenia przeprowadzono dla przekroju poprzecznego próbki miedzianej (Cu 99,99) dla różnych kątów kanału ECAR. Obliczono zmianę naprężeń, szybkość odkształcenia i zmiany temperatury próbki. Próbka miała kształt trapezoidalny (7×6 mm). Badano wpływ kąta ? i tarcia pomiędzy próbką a ścianami kanału na rozkład odkształceń i naprężeń, udział naprężeń ścinających i wielkość momentu. Stwierdzono, że dla metody ECAR odkształce nie ścinające zachodzi w próbkach, gdzie kąt matrycy miesci się w zakresie 90÷120°. Odkształcenie jest w przybliżeniu równomierne na całym przekroju próbki. W wyniku obliczeń wykazano spadek odkształcenia plastycznego ze wzrostem kąta matrycy.

Słowa kluczowe

EN

ECAR; mathematical symulation; finite element method; deformation

PL

ECAR; symulacje matematyczne; metoda elementów skończonych; odkształcenie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 2
• Strony: 86--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kvackaj M.

autor

Kvackaj T.

autor

Kovacova A.

autor

Kocisko R.

autor

Bacso J.

autor

Dutkiewicz J.

• Department of Metal Forming, Faculty of Metallurgy, Technical University in Kosice, Slovakia,

Bibliografia

• [1] Lowe T. C., Valiev R. Z.: Investigations and applications of severe plastic deformation. Kluwer, Dordrecht, Hight Technology 80 (2000) 367÷73.
• [2] Rybin V. V.: Boľšie plastičeskie deformacii i razrušenie metallov. Metallurgija, Moskva (1986).
• [3] Gutkin M. Y., Ovidko I. A., Pande C. S.: Theoretical models of plastic deformation process in nanocrystaline materials. Revue on Advance Material Science 2 (2001) 80.
• [4] Baretzky B., Baro M. D. et al.: Fundamentals of interface phenomena in advanced bulk nanoscale materials. Reviews on Advanced Materials Science 9 (2005) 4.
• [5] Valiev R. Z., Estrin Y., Horita Z., Langdon T. G., Zehetbauer M. J., Zhu Y. T.: Production bulk ultrafine-grained materials by severe plastic deformation. Journal of Materials 58 (2006) 33÷39.
• [6] Valiev R. Z., Isamgaliev R. K., Alexandrov I. V.: Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation. Progress in Materials Science 45 (2000) 103÷189.
• [7] Valiev R. Z., Langdon T. G.: Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement. Progress in Materials Science 51 (2006) 881÷981.
• [8] Bidulska J. et al.: Effect of severe plastic deformation on the porosity characteristics of Al-Zn-Mg-Cu PM alloy. Acta Metallurgica Slovaca 16 (2010) 4÷11.
• [9] Kocisko R., Kvackaj T., Bidulska J., Molnarova M.: New geometry of ECAP channel. Acta Metallurgica Slovaca 15 (2009) 228÷233.
• [10] Bidulsky R., Bidulska J., Actis Grande M.: Effect of high-temperature sintering and severe plastic deformation on the porosity distribution. High Temperatute Materials and Processes 28 (2009) 337÷342.
• [11] Kvackaj T., Fujda M., Bidulska J., Kocisko R., Milkovic O.: Nanostructure formation and properties in some Al alloys after SPD and heat treatmen. Materials Science Forum 633-634 (2010) 273÷302.
• [12] Lee J. C., Seok H. K., Suh J. Y.: Microstructural evolutions of the Al strip prepared by cold rolling and continuous equal channel angular pressing. Acta Materialia 50 (2002) 4005÷4019.
• [13] Nakashima K., Horita Z., Nemoto M., Langdon T. G.: Influence of channel angle on the development of ultrafine grains in ECAP. Acta Materialia 46 (1998) 1589÷1599.
• [14] Utsunomiya H., Hatsuda K., Sakai T., Saito Y.: Principles of ECASE. Materials Science and Engineering A372 (2004) 199÷206.