Experimental investigations and numerical models of tool steel during semisolid forming

• Autorzy: Macioł P. , Zalecki W. , Kuziak R. , Jakubowicz A.

Warianty tytułu

PL

Badania eksperymentalne oraz modele numeryczne stali narzędziowej podczas formowania w stanie stało-ciekłym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main aims of the work were to determine material characteristics of cold work tool steel, grade 21 OCR 12 in semisolid forming conditions, as well as developing of numerical model of this steel. Moreover, possibilities of application of Computational Fluid Dynamic methods and solid mechanics modelling techniques were tested. Methodology and results of experimental investigation is described. The results of experiments were then utilized for developing series of numerical simulations. Two sets of simulations are presented, based on the Computational Fluid Dynamics or solid mechanic modelling methods. Comparison of experimental and numerical results is presented, as well as comparison of CFD and structural mechanics based numerical models.

PL

Zasadniczym celem pracy było wyznaczenie charakterystyk stali narzędziowej 21 OCR 12, formowanej w warunkach stałociekłych, a także opracowanie modeli numerycznych dla tej stali. Ponadto, zweryfikowane zostały możliwości stosowania metod dynamiki płynów (Computational Fluid Dynamics, CFD) oraz metod modelowania odkształcania ciał stałych do modelowania procesów formowania w stanie stałociekłym. Opisane zostały metodologia oraz wyniki prac doświadczalnych. Wyniki te zostały wykorzystane do opracowania symulacji numerycznych. Przedstawiono symulacje oparte na metodach CFD oraz oparte na modelach ciał stałych. W pracy porównano wyniki osiągnięte za pomocą metod doświadczalnych i symulacyjnych, jak również porównano wyniki uzyskane z metod CFD i strukturalnych.

Słowa kluczowe

EN

cold work tool steel; thixoforming; numerical modelling

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 11, No. 1
• Strony: 141--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Macioł P.

autor

Zalecki W.

autor

Kuziak R.

autor

Jakubowicz A.

• AGH- University of Science and Technology, Dep. of Applied Computer Science and Modelling, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland,

Bibliografia

• Behulova, M., Liptak, M., Grga, P., Loser, W., Lindenkreuz, H.-G., 2009, Proc. 13 Int. Conf. on Rapidly Quenched and Metastable Materials, J. of Physics: Conference Series, 144, doi: 10.1088/1742-6596/144/1 /012099.
• Hirt, G., Kopp, R., (eds), 2009, Thixoforming, Semi-solid Metal Processing, Wiley-VCH Verlag.
• Huilgol, R.R., You, Z., 2005, Application of the augmented Lagrangian method to steady pipe flows of Bingham, Casson and Herschel-Bulkley fluids, J. Non-Newton. Fluid Mech., 128(2-3), 126-143.
• Kim, N. S., Kang, C.G., 2000, An investigation of flow characteristics considering the effect of viscosity variation in the thixoforming process, J. Mater. Process. Technol., 103 (2), 237-246.
• Macioł, P., Pietrzyk, M., 2010, Numerical Modeling Of Thixotropic Flow With Internal Variable Convection Method, Steel Research International, 81 (9), Spec, edition Conf. Metal Forming, 1197-1200.
• Messmer G., 2007, Simulation of a Thixoforging Process of Aluminium Alloys with Flow-3D, Available at: www.cct-bw.de/veroeffentlichung_pdf/Mr%20Massiv01%20english.pdf.
• Shimahara, H., Baadjou, R., Kopp, R., Hirt, G., 2006, Proc. 9 Conf. on Semi-solid Alloys and Composites, Solid State Phenomena, 116-117, 189-192.
• Sołek, K, 2004, Numeryczna symulacja tiksotropowego wypełniania formy stopami glinu i magnezu, PhD thesis, AGH, Kraków (in Polish).
• Sołek K, Stuczyński T., Białobrzeski A., Kuziak R., Mitura Z., 2005, Modelling thixocasting with precise accounting of moving front of material, Mater. Sci. Technol., 21 (5), 551-558.
• Zienkiewicz, O.C., Cormeau, I.C., 1974, Visco-plasticity - plasticity and creep in elastic solids  - a unified numerical solution approach, Int. J. Num. Meth. Eng., 8, 821-845.