Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Towards processing of multilayered metallic materials : constrained compression testing

Bajda S., Krzyzanowski M., Kwiecień M., Majta J., Lisiecki Ł., Sroka J.

Computer Methods in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, No. 2

76--86

EN

The complex analysis of the interface behaviour has been performed during constrained compression testing of 316L steel plates as a way towards processing of the multilayered metallic materials. The approach is based on a combination of experiments under appropriate operating conditions and computer modelling based on finite element (FE) methodology for interpretation of the test results. Multilayered metallic structure was successfully obtained using the applied constrained compression testing technique. The specially designed die and compression specimens allowed for joining of the steel plates together even at room temperatures. The performed numerical analysis using the ABAQUS/Standard FE software revealed the strain and stress localisation areas within the multilayered structure among other features that are described in the paper. The results are in agreement with experimental observations.

PL

Przeprowadzono kompleksową analizę ewolucji naprężeń i odkształceń w pobliżu granic rozdziału podczas ograniczonego ściskania płytek ze stali 3I6L w celu opracowania procesów wytwarzania wielowarstwowych materiałów metalicznych, w tym o budowie nanostrukturalnej. Przeprowadzone badania są oparte na połączeniu badań doświadczalnych w odpowiednich warunkach / modelowaniem komputerowym opartym o metodę elementów skończonych (MES) w celu interpretacji wykonywanych prób. Przeprowadzone badania pozwoliły na uzyskanie wielowarstwowej struktury metalicznej obserwowanej w przekroju poprzecznym próbek poddanych ograniczonemu ściskaniu. Specjalnie zaprojektowana matryca oraz próbki do ściskania pozwoliły na połączenie stalowych płytek nawet w temperaturze pokojowej. Przeprowadzona analiza numeryczna z wykorzystaniem oprogramowania ABAQUS/Standard ujawniła obszary lokalizacji naprężeń i odkształceń wewnątrz wielowarstwowej struktury, a także inne elementy, które zostały opisane w pracy. Wyniki analizy numerycznej są zgodne z wynikami badań doświadczalnych.

2

Elaboration of ductile fracture criteria based on punching forgeability test

Lisiecki Ł., Skubisz P.

Computer Methods in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, No. 2

70--75

EN

A new approach of forgeability test, based on compression-punching state of stress was proposed. Comparison of the results of the presented research methodology with standard compression test is presented. The new forgeability test is designed to generate controllable failure location for good plasticity materials, which high the level of stresses accompanying the fracture. Different shape of tools and specimens tend to show the effect of geometry on the areas of concentrations of tensile and shear stresses, which play important role in formation of cracks. The paper presents the methodology based on laboratory tests of compression and pseudo-punching performed on laboratory rig with 5MN hydraulic press and numerical FEM simulation of the tests on commercial code with introduction of the elaborated fracture criteria.

PL

W artykule przedstawiono nową koncepcję laboratoryjnego testu ściskania. Wyniki standardowego testu porównano z rezultatami osiągniętymi podczas badań z użyciem narzędzi wykonujących wgłębienia w próbkach. Nowa propozycja wyznaczania odkształcalności granicznej jest dedykowana materiałom o dobrej plastyczności, gdzie pęknięcia są powodowane osiągnięciem wysokiego poziomu naprężeń. Zmiana kształtu odkształcanych próbek oraz narzędzi wywołały wymaganą koncentrację naprężeń rozciągających oraz stycznych sprzyjającą powstawaniu wad. Badania stanowią połączenie testów laboratoryjnych z wykorzy¬staniem prasy hydraulicznej o maksymalnej sile nacisku 5MN oraz symulacji numerycznej MLS.

3

Analiza procesu kucia matrycowego elementów z trudno odkształcalnych stopów magnezu pod kątem występowania pęknięć

Lisiecki Ł., Skubisz P.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 12

664--668

PL

W artykule przedstawiono analizę numeryczną oraz fizyczną weryfikację procesu kucia matrycowego elementu o złożonym kształcie wykonanego z trudno odkształcalnego stopu magnezu z grupy AZ. Przeprowadzone badania obejmują wyznaczenie odkształcalności granicznej danego materiału w konwencjonalnych warunkach kucia oraz symulację numeryczną procesu kształtowania. Złożony stan naprężeń, zmienne warunki odkształcania przy niejednorodność prędkości odkształcenia i temperatury, powodują wysoką podatność na powstawanie pęknięć. Metodyka badawcza polegała na przeprowadzaniu laboratoryjnych testów ściskania próbek ze stopów magnezu na prasie hydraulicznej oraz na rejestracji parametrów procesu w momencie osiągnięcia odkształcenia granicznego. Uzyskane dane pozwoliły na ewaluację wybranych modeli pękania i opierając się na wyznaczonych numerycznie wskaźnikach termo-mechanicznych, określenie zakresu ich stosowalności w odniesieniu do kucia elementów do motocykli ze stopu magnezu AZ61. Symulacje numeryczne w połączeniu z doświadczalną próbą kucia w warunkach przemysłowych potwierdziły zgodność lokalizacji i momentu powstawania defektów w odkuwkach.

EN

The article presents numerical analysis and physical verification of impression die forging process of complex-shape motorbike component made of hard-to-deformation magnesium alloy. Investigations included determination of deformation limit of the material in conventional forging conditions and numerical simulation of shaping process. A complex state of stress and strain, nonuniformity of strain rate and temperature, resulting in a high vulnerability of fracture initiation. The research involved a series of uniaxial compression tests of specimens of Mg alloy AZ61 with recording of process parameters until the moment of deformation limit was reached. The obtained data allowed the evaluation of selected fracture models and on the basis of numerically estimated thermo-mechanical indices, determination of the scope of their application in relation to forging parts for motorbike application. Numerical simulations in conjunction with experimental forging operations confirmed the credibility of the prediction as for the location and time of failure in the forging process concerned.

4

Analiza odkształcalności na zimno stali niskostopowej z mikrododatkiem boru w procesie ciągnienia drutu oraz wytwarzania wkrętów specjalnych

Rumiński M., Skubisz P., Lisiecki Ł.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 1

105--109

PL

W artykule przedstawiono numeryczną oraz doświadczalną analizę procesu wytwarzania wybranego typu wkręta ze stali niskostopowej z mikrododatkiem boru, uwzględniając również proces ciągnienia drutu, będącego wsadem do produkcji wkrętów. Symulację MES procesów ciągnienia drutu oraz kształtowania wkrętów przeprowadzono przy pomocy programu QForm 2D/3D. W części doświadczalnej pracy wykorzystano korelację pomiędzy twardością i intensywnością odkształcenia dla badanej stali, wyznaczając uprzednio jej krzywą twardości. Pozwoliło to na analizę charakteru umocnienia materiału w kolejnych operacjach kształtowania, w oparciu o pomiary twardości wykonane na odpowiednich przekrojach. Wyniki uzyskane w symulacji oraz w badaniach doświadczalnych porównano pod względem jakościowym i ilościowym. Podkreślono praktyczne znaczenie współzależności twardości i intensywności odkształcenia dla możliwości przewidywania własności wytrzymałościowych materiału w skali lokalnej.

EN

The numerical and experimental analysis of manufacturing of selected type of low-alloy boron-microalloyed steel screw is presented in the article, taking into account also the wire drawing process as a preceding forming stage. FEM simulation of wire drawing and screw forming processes was performed with application of QForm 2D/3D software. In the experiments, the correlation between hardness and effective strain for the investigated steel was used, in the form of hardness curve determined previously. This allowed to analyse the strain-hardening character of the material in consecutive forming operations, basing on hardness measurements made on adequate cross sections. The results obtained from simulation as well as from experiments were compared qualitatively and quantitatively. The practical importance of hardness- -effective strain relationship was emphasized, showing the possibility of prediction of material’s strength properties in local scale.

5

Prediction and investigation of fracture initiation in warm forging of martensitic stainless steel with aid of FEM simulation

Lisiecki Ł., Skubisz P., Karwan J.

Computer Methods in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, No.2

346--352

EN

Warm forging brings together advantages of hot (e.g. forging load reduction) and cold (e.g. no scale) metal forming operations. However, due to decreasing the process temperature, the risk of fracture occurrence increases. In this paper the risk of cracking initiation during warm forging of surgical forceps made of martensitic stainless steel is estimated. The investigations assume the analysis of the fracture initiation point in the component during forging and attempt to define the critical value of process parameters by means of laboratory tests and FEM numerical simulation.

PL

Kucie na ciepło łączy ze sobą zalety procesów przeróbki plastycznej na gorąco (np. zmniejszenie siły nacisku narzędzi) oraz na zimno (np. brak zgorzeliny). Jednakże obniżeniu temperatury procesu towarzyszy zwiększone ryzyko powstawania pęknięć. W artykule oszacowano ryzyko występowania pęknięć podczas kucia na ciepło kleszczy chirurgicznych z martenzytycznej stali nierdzewnej. Badania zakładają analizę miejsca inicjacji pęknięcia podczas kucia oraz próbę określenia krytycznych wartości para-metrów procesu przy pomocy metody łączącej testy laboratoryjne oraz symulację numeryczną MES.

6

Design of Controlled Processing Conditions for Drop Forgings Made of Microalloy Steel Grades for Mining Industry

Skubisz P., Żak A., Burdek M., Lisiecki Ł., Micek P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

445--453

EN

Effect of plastic processing and controlled cooling on microstructure and mechanical properties of experimental steel grades with microalloyed with Ti, V and/or Nb, varying in the content of Mo is presented as an offer for mining industry for replacement traditionally heat-treatable hardenability grades. The goal of the work is producing microstructure condition, which after controlled hot forging and direct heat treatment, involving quenching and self-tempering, are meant to provide good combination of mechanical properties, such as TYS 800 MPa, UTS 1050 MPa, elongation to fracture at least A5 15% and/or impact strength at room temperature KCV 60 J/cm2. Hardenability assessment and dilatometric examination allowed formulation of direct heat treatment guidelines, taking into consideration fields of temperature and strain in a typical hot forging process, estimated numerically, with the use of plastometric tests results, as well as the use of unique cooling cycles after forging. On the basis of numerical analysis of thermomechanical parameters and temperature progression, hot forging and direct cooling conditions were selected to achieve assumed structural components, morphology and dispersion of both grain and precipitates. For established heat transfer model and experimentally plotted cooling curves numerical analysis of direct cooling, enabled by definition of characteristic points of austenite transformation and CCT diagrams was conducted. The modeling aided with dilatometric characterization enabled prediction of transformation products distribution. The formulated conclusions were verified in the experimental sampling of forging, evaluating the applicability of designed combinations of chemical composition and cooling cycle for selected forged part for mining industry.

PL

Przedstawiono badania wpływu warunków odkształcania na gorąco i kontrolowanego chłodzenia na efektywność umocnienia eksperymentalnych stali z mikrododatkami Nb, Ti oraz V o zmiennej zawartości Mo. Pierwszym etapem pracy było zaprojektowanie składów chemicznych stali mikrostopowych, które po kontrolowanym kuciu na gorąco oraz obróbce cieplnej, polegającej na zahartowaniu i samoodpuszczeniu odkuwki bezpośrednio po kuciu, pozwolą na uzyskanie właściwości mechanicznych, tj.: granicy plastyczności 800 MPa, wytrzymałości na rozciąganie 1050 MPa, wydłużeniu A 5 15% i udarności w temperaturze otoczenia KCV 60 J/cm2. W oparciu o wyniki badań hartowności i analizę dylatometryczną opracowano wytyczne bezpośredniej obróbki cieplnej, uwzględniając obliczenia równowagi faz i wpływ temperatury na udział wydzieleń w wybranych wytopach oraz wyznaczone numerycznie pola temperatur dla typowego procesu kucia na gorąco, oparte o próby plastometryczne na symulatorze Gleeble 3800, oraz kontrolowane chłodzenie po kuciu. W oparciu numeryczną analizę parametrów termo-mechanicznych i zmian temperatury odkuwki modelowej dobrano warunki procesu kształtowania oraz schematy chłodzenia mgłą oraz przyspieszonym powietrzem, mające zapewnić założony skład strukturalny, morfologię oraz rozdrobnienie ziarna i cząstek umacniających. Na podstawie wyznaczonych punktów charakterystycznych i wykresów CTPc dla opracowanego modelu wymiany ciepła oraz uzyskanych krzywych chłodzenia wykonano analizę numeryczną bezpośredniej obróbki cieplnej, określając udział produktów przemian, podczas anizotermicznego chłodzenia bezpośrednio po kuciu. Wyniki modelowania zweryfikowano w doświadczalnych próbach kucia przeprowadzonych dla wybranych wariantów składu chemicznego i warunków chłodzenia, określając stosowalność opracowanych kombinacji składu chemicznego i obróbki dla wybranej odkuwki dla górnictwa.

7

Modelowanie procesu walcowania przedkuwki korbowodu przy zastosowaniu programu VeraCAD

Skubisz P., Sińczak J., Lisiecki Ł.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 9

640--645

PL

W pracy przedstawiono wyniki zastosowania programu VeraCAD do projektowania parametrów procesu walcowania przedkuwek dla odkuwek o wydłużonym kształcie, charakteryzujących się zmiennym przekrojem poprzecznym na długości. Przedstawiono kolejne etapy projektowania technologii, zwracając uwagę na odpowiedni dobór parametrów decydujących o możliwości przeprowadzenia procesu walcowania oraz uzyskaniu poprawnego kształtu przedkuwki. Jako weryfikację prognozowanych kształtów przedkuwki w kolejnych przepustach przeprowadzono modelowanie numeryczne MES, którego wyniki wykorzystano do porównania założonych i uzyskanych po walcowaniu przekrojów przedkuwki. Poprawność zaprojektowanego kształtu przedkuwki weryfikowano programem do analizy procesu kucia przy zastosowaniu zaprojektowanej przedkuwki pod kątem uzyskania całkowitego wypełnienia wykroju oraz wielkości wypływki.

EN

The paper presents an example of design of reducer rolled perform for forged parts of significant transverse cross-section differences with the aid of VeraCAD system. Results of determination of calibration plan, based on reduction limits along the rolled bar, allowed generation of perform CAD models and rolling impressions for each rolling pass. Obtained scheme of calibration was verified with numerical modelling with finite element method, which showed discrepancies in shape and indicated corrections in elongation and displacement predictions. Furthermore, numerical modelling of forging operations verified reliability of the design of the perform, based of mass distribution calculated with a use of numerical model of the finished part.

8

Zachowanie się wewnętrznych nieciągłości podczas kucia matrycowego odkuwki ze stopu Ni-Fe-Mo

Łukaszek-Sołek A., Chyła P., Lisiecki Ł., Krawczyk J., Tokarski T.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 11

775--779

PL

W artykule przedstawiono analizę kinematyki płynięcia materiału w procesie kucia stopu Ni-Fe-Mo w odniesieniu do eliminowania wad odlewniczych. Materiał w stanie dostawy przebadano (rentgenowska analiza fazowa), w celu uzyskania szczegółowej charakterystyki jego własności. Wydłużona część została wybrana do kucia, co pozwoliło na zbadanie obszarów o różnym stopniu przekucia w objętości kutego elementu. To również umożliwiło uzyskanie kompleksowych warunków cieplno-mechanicznych w trakcie kucia i po jego zakończeniu. W ramach tego badania wykonano symulacje numeryczne procesu kucia tego materiału w różnych warunkach termo-mechanicznych. Symulacje przeprowadzono przy użyciu oprogramowania QForm3D. Wyniki modelowania numerycznego wykorzystano w celu określenia najbardziej korzystnych parametrów procesu kucia w warunkach przemysłowych. Poprawność przyjętych parametrów termo-mechanicznych zweryfikowano przez analizę mikrostruktury i właściwości mechanicznych końcowych odkuwek.

EN

The article presents an analysis of the kinematics of the material flow in the process of forging Ni-Fe-Mo alloy for elimination of casting defects. The material was tested as supplied (X-ray phase analysis) to obtain specific characteristics of its properties. The elongated part was chosen for forging which allowed the study areas with varying degrees of forging in whole volume of the forged element. It is also possible to obtain a comprehensive thermo-mechanical conditions during forging and after its completion. As a part of this research was performed numerical simulations of the forging process of this material in a variety of thermo-mechanical conditions. The simulations were performed using the QForm3D software. The results of numerical modeling were used to determine the most favorable parameters of the forging process in an industrial environment. The appropriateness of the thermo-mechanical parameters were verified by analysis of the microstructure and mechanical properties of the final forgings.

9

Technologia kucia swobodnego wału z otworem dla siłowni wiatrowej z wsadu dziurowanego

Sińczak J., Lisiecki Ł., Skubisz P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 4

254--261

PL

Artykuł przedstawia analizę nowatorskiej technologii kucia swobodnego wału głównego dla elektrowni wiatrowej oraz porównanie tej technologii z tradycyjnym procesem wytwarzania. Opracowana technologia, oparta na koncepcji kucia wału z otworem centralnym, zapewnia znaczące oszczędności materiałowe oraz lepszą jakość eksploatacyjną wału. Operację wydłużania wykonuje się po dziurowaniu wlewka, co jest utrudnieniem technologicznym. Szczegółowy opis tej technologii przedstawiono przy wykorzystaniu modelowania numerycznego w zakresie doboru gniotów i posuwów, gwarantujących poprawny kształt odkuwki.

EN

The paper presents an innovatory technology of open-die forging of windmill main shaft in comparison with traditional production chain of this component. The new technology based on the concept of drawn-out hollow shaft provides significant material savings and increased quality of a finished part. Cogging operation was carried out after piercing brings about several technological setbacks, which makes industrial implementation this technology hard. To determine detailed guidelines for technological realization, numerical simulation was conducted, which allowed selection of parameters providing correct dimensions of forging.

10

Strain distribution analysis in upset - forged flanged turbine shaft

Lisiecki Ł., Skubisz P., Sinczak J.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 1

92--98

EN

In the paper numerical analysis of the upsetting is presented with focus on the possibilities of the quality improvement by equalization of strain distribution with simultaneous reduction of the forging load. This goal is achieved by the use of multi-stroke progressive upsetting, which depends on sequential deformation of small portions of the total volume at reduced load. As the results show, this approach also allows reduction of nonuniformity of strain in the forged flange. Calculated fields of effective strain distribution and plots of its profile on cross-sections confirm the reasonability of technological modifications.

PL

W artykule przedstawiono numeryczną analizę kształtowania kołnierza wału elektrowni wiatrowej z uwzględnieniem możliwości poprawy jakości wyrobu przy jednoczesnym obniżeniu siły kucia. Cel ten zostaje osiągnięty dzięki operacji segmentowego kształtowania kołnierza. Wynikiem badań jest zmniejszenie maksymalnej siły kucia i poprawa rozkładu intensywności odkształcenia w porównaniu z kształtowaniem kołnierza jednym suwem prasy