Walcowanie poprzeczno-klinowe odkuwki osi kolejowej

• Autorzy: Bulzak Tomasz , Winiarski Grzegorz , Wójcik Łukasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2023.2.3

Warianty tytułu

EN

Cross-wedge rolling of railway axle forgings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia wyniki modelowania numerycznego procesu walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek osi kolejowych. Na wstępie przedstawiono główny problem, jakim jest pękanie materiału w procesie walcowania poprzeczno-klinowego. Przedstawiono propozycję ograniczenia zjawiska pękania materiału, polegającą na zmianie konstrukcji narzędzi kształtujących. Zaprojektowano trzy warianty narzędzi, których przydatność w procesie walcowania poprzeczno-klinowego osi kolejowych została zweryfikowana na drodze symulacji numerycznych. Symulacje numeryczne przeprowadzono metodą elementów skończonych w oprogramowaniu Simufact Forming. Uzyskane wyniki nie potwierdziły przyjętych założeń. Zastosowanie narzędzi z dwoma kątami kształtującymi wpłynęło na wzrost wartości kryterium pękania, co tym samym zwiększa ryzyko pękania materiału podczas walcowania osi kolejowych.

EN

This paper presents the results of numerical modelling of the cross-wedge rolling process of railway axle forgings. The main problem of material cracking in the cross-wedge rolling process is first presented. A proposal to reduce the phenomenon of material cracking by changing the design of forming tools is presented. Three tool variants were designed, the suitability of which in the process of cross-wedge rolling of railway axles was verified by means of numerical simulations. Numerical simulations were carried out using the finite element method in the Simufact Forming software. The results obtained did not confirm the assumptions made. The use of tools with two forming angles increased the value of the fracture criterion, thereby increasing the risk of material fracture during rolling of railway axles

Słowa kluczowe

PL

walcowanie poprzeczno-klinowe; oś kolejowa; pękanie; MES

EN

cross-wedge rolling; railway axle; fracture; FEM

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 90, nr 2
• Strony: 16--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bulzak Tomasz

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Obróbki Plastycznej Metali

• https://orcid.org/0000-0002-0525-8321

autor

Winiarski Grzegorz

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Obróbki Plastycznej Metali

• https://orcid.org/0000-0001-5286-6285

autor

Wójcik Łukasz

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Obróbki Plastycznej Metali

• https://orcid.org/0000-0001-8623-1835

Bibliografia

• [1] Son Seung-wan, Jung Hyun-seung, Kwon Tae-soo, Kim Jin-sung. 2015. ,,Fatigue life prediction of a railway hollow axle with a tapered bore surface”. Engineering Failure Analysis 58(1): 44-55.
• [2] Nieschwietz Paul-Josef, Knauf Frederik, Szczepanik Stefan. 2016. ,,Kowarka o napędzie hydraulicznym i jej zastosowanie”. Obróbka Plastyczna Metali 27(4): 341-352.
• [3] Pater Zbigniew. 2020. ,,Analiza numeryczna procesu walcowania poprzeczno-klinowego osi kolejowej”. Mechanik 93(2): 18-21.
• [4] Bulzak Tomasz. 2021. ,,Ductile fracture prediction in cross-wedge rolling of rail axles”. Materials 14 (21): 6638.
• [5] Pater Zbigniew. 2022. ,,Study of cross wedge rolling process of ba3002-type railway axle”. Advances in Science and Technology Research Journal 16(2): 225-231.
• [6] Zhou Xianyan, Shao Zhutao, Zhang Chi, Sun Fengzhen, Zhou Wenbin, Hua Lin, Jiang Jun, Wang Liliang. 2020. ,,The study of central cracking mechanism and criterion in cross wedge rolling”. International Journal of Machine Tools and Manufacture 159: 103647.
• [7] Yang Cuiping, Dong Hongbiao, Hu Zhenghuan. 2018. ,,Micro-mechanism of central damage formation during cross wedge rolling”. Journal of Materials Processing Technology 252: 322- 332.
• [8] Pater Zbigniew, Tomczak Janusz, Bulzak Tomasz. 2018. ,,New forming possibilities in cross wedge rolling processes”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 18(1): 149-161.
• [9] Bulzak Tomasz. 2022. ,,Assessment of the susceptibility to material fracture in the cross-wedge rolling process with concave tools. Materials 15(19): 6605.
• [10] Zhou Jie, Yu Yingyan, Zeng Qiang. 2014. ,,Analysis and experimental studies of internal voids in multi-wedge cross wedge rolling stepped shaft”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 72: 1559-1566.
• [11] Jia Zhi, Ji Jinjin, Wang Yanjiang, Wei Baolin. 2020. ,,Influence of die parameters on internal voids during multi-wedge-multi-pass cross-wedge rolling. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 110: 1295-1304.
• [12] Tian Duanyang, Shu Xuedao, Zhu Ying, Xu Chang, Han Sutao, Zhu Debiao, Peng Wenfei. 2018. ,,Closure laws of void in the core of cross wedge rolling shaft based on the floating-pressure method”. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 98: 2905-2916.