Symulacja numeryczna procesów SPD

• Autorzy: Olejnik L. , Rosochowski A.

Warianty tytułu

EN

Numerical simulation of SPD processes

• Konferencja: Fizyczne i matematyczne modelowanie procesów obróbki plastycznej. Warszawa 17-19.05.2007 r.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wzrost roli obróbki plastycznej w kreowaniu właściwości materiałów przejawia się rosnącym znaczeniem procesów SPD. Są one na razie stosowane głównie do rozdrabniania ziarna na potrzeby badawcze. Brak jest bowiem wydajnych metod, które można zastosować w skali przemysłowej. Przy poszukiwaniu odpowiednich rozwiązań korzysta się z symulacji numerycznych. Podstawowym kryterium oceny przydatności jest badanie rozkładów odkształceń, które mają decydujący wpływ na równomierność rozwoju mikrostruktury przerabianego materiału. W pracy pokazano wykorzystanie metody elementów skończonych do przewidywania zdolności wybranych metod SPD do kumulowania odkształcenia plastycznego, niezbędnego dla uzyskania odpowiedniego rozdrobnienia ziarna. Symulacje numeryczne prowadzono w celu określenia optymalnego kształtu roboczych powierzchni narzędzi. Najwięcej uwagi poświęcono badaniu procesu ECAP, który realizowano przy użyciu kanału kątowego z wieloma zakrętami, a więc w warunkach zapewniających wysoką wydajność wytwarzania drobnoziarnistej struktury. Wyznaczano pożądany kształt i wymiary przekroju poprzecznego wsadu oraz optymalizowano profil kanału. Szczególną uwagę poświęcono analizie wpływu kształtu kanału na jednorodność odkształcenia plastycznego w osiowym przekroju wzdłużnym przeciskanego wsadu. Rozkłady odkształcenia obliczano za pomocą pakietu ABAQUS/Explicit stosując modele płaskie i przestrzenne. Wyniki analiz posłużyły jako wytyczne do budowy matryc do przeciskania, które z powodzeniem sprawdzono przy wytwarzaniu struktur UFG w stopach aluminium.

EN

Severe plastic deformation (SPD) is a new discipline of metal forming technology, which is used to produce an ultrafine grained (UFG) structure and improve properties of metals. There are many SPD processes being proposed but none of them has been used on an industrial scale yet. Finite element method (FEM) is an invaluable tool, which can help understand the mechanics of these processes and make them more industrially feasible. It can also assist in developing new processes. The present paper will show a few case studies based on FEM analyses of SPD processes.

Słowa kluczowe

PL

metoda SPD; proces ECAP; symulacja numeryczna

EN

SPD process; ECAP process; numerical simulation

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2007
• Tom: z. 216
• Strony: 107--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Olejnik L.

• Politechnika Warszawska

autor

Rosochowski A.

• Uniwersity of Strathclyde

Bibliografia

• [1] Rosochowski A.: Processing metals by severe plastic deformation. Solid State Phenom.101-102(2005) 13-22
• [2] Lowe T.C., Valiev R.Z.: The use of severe plastic deformation techniques in grain refinement. JOM 56(2004) 64-68
• [3] Kurzydłowski K.J.,: Microstructural refinement and properties of metals processed by severe plastic deformation. Bull. Pol. Ac. Tech. 52(2004) 301-311
• [4] Rosochowski A., Olejnik L., Richert M.: 3D-ECAP of square aluminium billets. Int. J. Forming Processes. 8(2005)1, 637-640
• [5] Rosochowski A., Olejnik L., Richert M.: Channel configuration effects in 3D-ECAP. Mat. Sci. Forum. 503-504 (2006) 179-184
• [6] Olejnik L., Rosochowski A.: Methods of fabricating metals for nano-technology. Bull. Pol. Ac.: Tech. 53(2005)4, 413-423
• [7] Rosochowski A., Olejnik L.: FEM simulation of an incremental process for nanostructuring of metals. Referat przyjęty do wygł. na 10th ESAFORM conference on material forming. Zaragoza, Spain. 18-20 April 2007
• [8] Richert J., Richert M., Zasadzinski J., Korbel A.: Patent PRL Nr 123026, 1979
• [9] Richert J.; Richert M.: A New Method for Unlimited Deformation of Metals and Alloys. Aluminium, 62(1986)8-15
• [10] Segal V.M.: Plastic deformation of crystalline materials. Patent of the USSR. 575892, (1977)
• [11] Raab G.J., Valiev R.Z., Lowe T.C., Zhu Y.T.: Continuous processing of ultrafine grained Al by ECAP-Conform”. Mat. Sci. Eng. 382A (2004) 30-34
• [12] Saito Y., Tsuji N., Utsunomiya H., Sakai T. and Hong R.G.: Novel ultra-high straining process for bulk materials – development of the accumulative roll-bonding (ARB) process”. Scripta Mater. 39(1998)9, 1221-1227
• [13] Olejnik L., Rosochowski A.: Nanostructuring - a new task for metal forming. Referat przyjęty do wygł. na Int.Conf. On Advances In Production Engineering APE'07, 14 -16 June 2007 Warsaw, Poland
• [14] Rosochowski A.: Severe plastic deformation of metals. Patent Publication WO 2006/100448 A1, (2006)