Fizyczne i numeryczne modelowanie procesów formowania tiksotropowego

• Autorzy: Sołek K. P. , Kuziak R. , Białobrzeski A.

Warianty tytułu

EN

Physical and numerical modelling of thixoforming processes

• Konferencja: Fizyczne i Matematyczne Modelowanie Procesów Obróbki Plastycznej (FiMM; 14-16.05.2009; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zostały przedstawione, w formie opisowej, podstawowe rezultaty modelowania numerycznego oraz fizycznego procesów formowania tiksotropowego stopu aluminium A356 oraz stopu stali SW7M. Celem pracy jest identyfikacja podstawowych cech charakteryzujących płynięcie materiału w procesach kształtowania w stanie stałociekłym. Wiedza o zachowaniu materiału implikuje wytyczne jakie determinują opracowanie technologii w zakresie projektowania narzędzi oraz warunków procesów jakie się na tą technologię składają. Modelowanie numeryczne zostało wykonane z wykorzystaniem opracowanego w pracy modelu procesu w ramach oprogramowania komercyjnego FORGE3®. W modelu tym własności mechaniczne materiału, dla warunków występujących w procesie, zostały opisane z wykorzystaniem jednofazowego modelu występującego w prawie Nortona-Hoffa. Wartości parametrów tego modelu zostały wyznaczone z wykorzystaniem danych eksperymentalnych. Użyte modele materiałowe zostały opracowane przy pomocy testów materiałowych opartych na procesach wyciskania i spęczania wykonanych na symulatorze GLEEBLE. W oparciu o model numeryczny przeanalizowano szczegółowo powstawanie wad w postaci niekompletnych, przedwcześnie zakrzepniętych odlewów aluminium, jakie otrzymano w procesie wysokociśnieniowego odlewania. Odtworzenie zjawiska tych wad w oparciu o model numeryczny umożliwia zrozumienie zachowania materiału w rzeczywistych procesach tiksotropowych.

EN

Numerical simulations and experiments of aluminium and steel alloy thixoforming processes are discussed. The aim of the work is to detect the major features of the flow behaviour in semi-solid processing in order to improve in the future designing dies and selecting manufacture conditions. Commercial software FORGE3® is employed to carry out numerical simulations. A one-phase Norton-Hoff model is used to describe mechanical properties of the material during processing. Rheological parameters required for this model are determined using experimental data. The constitutive equations used are developed with the help of compression and extrusion tests executed on a machine GLEEBLE. Manufacturing of low-temperature incomplete casts using a pressure die casting machine is analysed in detail. It is shown that by comparing low temperature simulated casts with experimental casts one may learn important information on actual behaviour of the material during thixoforming.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie numeryczne; modelowanie fizyczne; formowanie tiksotropowe; kształtowanie materiału

EN

numerical modelling; physical modelling; thixoforming; material forming

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2009
• Tom: z. 226
• Strony: 123--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Sołek K. P.

autor

Kuziak R.

autor

Białobrzeski A.

• Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] A. Alexandrou, F. Bardine, and W. Loue, "Mathematical and Computational Modeling of Die Filling in Semisolid Metal Processing," J. Mater. Process. Technol., 96 (1999), 59-72.
• [2] N.S. Kim, and C.G. Kang, "An Investigation of Flow Characteristics Considering the Effect of Viscosity Variation in the Thixoforming Process," J. Mater. Process. Technol., 103 (2000), 237-246.
• [3] Th. Imwinkelried, "Defect Prediction by Numerical Modelling of Thixoforming Process," Proc. 9th Int. Conf. on Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes, ed. P.R. Sahm, P.N. Hansen, and J. G. Conley (Aachen: Shaker Verlag, 2000), 295-302.
• [4] L. Orégas J.-P. Gabathuler, Th. Imwinkelried, Ch. Paradies, and M. Rappaz, "Modelling of Semi-Solid Processing Using a Modified Temperature-Dependent Power-Law Model," Modelling Simul. Mater. Sci Eng., 11 (2003), 553-574.
• [5] J.-L. Chenot, and M. Bellet, "The Viscoplastic Approach for the Finite-Element Modelling of Metal-Forming Processes," Numerical Modelling of Material Deformation Processes, ed. P Hartley, I. Pillinger, and C. Sturgess (London: Springer-Verlag, 1992), 179-224.
• [6] http://www.transvalor.com.
• [7] M. Bellet, and S.M. Mpong, "Determination of the Constitutive Equation Parameters of a Thixotropic Al. Alloy and FEM Modelling of the Thixoforming Process," Proc. 7th Int. Conf. on Numerical Methods in Industrial Forming Processes, ed. K. Mori (Lisse: A.A. Balkema Publishers, 2001), 1087-1092.