Modelling the external thread rolling process using finite element method

• Autorzy: Kukiełka K.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work describes the thread rolling as a real object and its physical and mathematical modelling. The update Lagranian description has been used to describe nonlinear phenomena. The nonlinearity of the material was described using the incremental model, making allowance for the influance of the strain and strain rate history. The tool (roller) has been considered as an elastic or rigid body, and workpieces (pipe or bar) as an elastic (in the reversible zone) and visco-plastic body (in non-reversible zone). The discrete system of motions and deformations equations of objects in the thread rolling process, were received. This model with initial and boundary conditions is used to numerical analysis of deformation in the surface layer in the external thread rolling.

PL

W artykule przedstawiono proces walcowania gwintów jako obiekt rzeczywisty oraz jego modelowanie fizyczne i matematyczne. Do opisu zjawisk nieliniowych na typowym kroku przyrostowym wykorzystano uaktualniony opis Lagrange'a. Nieliniowoúă materiaůu opisano modelem przyrostowym, uwzglćdniajŕc wpůyw historii odksztaůceń i prćdkoúci odksztaůceń. Przedmiot (prćt lub rurć) traktuje sić jako ciaůo, w którym mogŕ wystŕpiă odksztaůcenia sprćýyste (w zakresie odksztaůceń odwracalnych) oraz lepkie i plastyczne (w zakresie odksztaůceń nieodwracalnych), z nieliniowym umocnieniem. Ciaůo to oznaczono skrótowo E/VP. Równanie wraz z warunkami poczŕtkowymi i brzegowymi rozwiŕzano, stosujŕc dyskretyzacjć metodŕ elementów skończonych. Otrzymano dyskretne ukůady równań ruchu i deformacji obiektu w procesie walcowania gwintów.

Słowa kluczowe

EN

thread rolling; modeling; variational formulation; finite element method

PL

metoda elementów skończonych; modelowanie; walcowanie gwintów; sformułowanie wariacyjne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2011
• Tom: vol. 31, nr 3
• Strony: 49--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Kukiełka K.

• Faculty of Mechanical Engineering, Koszalin University of Technology

Bibliografia

• [1] Azrin M., Olson G., Kula E.B., Marley W. F., Soviet progress in thermomechanical treatment of metals, J. Appl. Met. Work., 1989, 1(2), p. 5-30.
• [2] Bathe K.J., Finite Element Procedures in Engineering Analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1982.
• [3] Grzymkowski M., Methods for analysis of metal forming processes, II, Warsaw, IPPT PAN 1982 (in Polish).
• [4] Kleiber M., Finite element method in non-linear solid mechanics, Warsaw - Poznan, IPPT PAN, PWN 1985 (in Polish).
• [5] Kukiełka K., Modelling and numerical analysis of the states of deformations and stresses in the surface layer of the trapezoidal and round threads rolled on cold, Doctor's Thesis, Koszalin University of Technology 2009 (in Polish).
• [6] Kukiełka K., Numerical symulation of deformations and stress in the thread rolled on cold, in this publication.
• [7] Kukiełka K., Kukiełka L., Modelling the contact problem for example rolling processes of the trapezoidal and round threads, Vol. 2, Gdansk, 2008, p. 369-378 (in Polish).
• [8] Kukiełka K., Kukiełka L., Numerical analysis of the physical phenomena in the working zone in the rolling process of the round thread, in: Computer Methods and Experimental Measurements for Surface Effect and Contact Mechanics VIII, ed. J.T.M de Hosson, C.A. Brebia, S-I Nishida, Southampton, Boston, WITPRESS 2007, p. 125-124.
• [9] Kukiełka L., Modelling of thermodynamical yield stress of metals dependent of the deformation history. Modern techniques and technology, ZNWM, 2001, 29, Technical University of Koszalin, p. 153-163.
• [10] Kukieika L., Modelling of thermodynamical yield stress of metals not dependent of the deformation history. Modern techniques and technology, ZNWM, 2001, 29, Technical University of Koszalin, p. 137-153.
• [11] Łyczko K., Technology of the external thread rolling, Warszawa, WNT 2010.
• [12] Łyczko K., The tools technology and internal threads embossing, Czestochowa, Politechnika Częstochowska 1999 (in Polish).
• [13] Olszak W., Machining, Warszawa, WNT 2008 (in Polish).
• [14] Olszak W., Tomków J., Wilk S., A new way to design roller in angle heads to the thread rolling, in: V Konferencja Naukowo-Techniczna nt. Technologia obróbki przez nagniatanie, Bydgoszcz, Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy 1992, s. 147-157 (in Polish).
• [15] Przybylski W., Burnishing technology, Warszawa, WNT 1987 (in Polish).