Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of varnishing and soaking on formability of the AW-5052-H28 aluminium alloy sheets in Erichsen cupping test

Żaba Krzysztof, Kuczek Łukasz, Balcerzak Maciej

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

137-144

EN

This article presents the results of experimental tests on the stretch-forming ability of 0.21-mm-thick AW-5052-H28 aluminium alloy sheets used in the production of pull-off cups. Erichsen test under various tribological conditions (dry friction, lubrication with graphite lubricant) was used to assess the sheet formability. Punches with a various diameter of the spherical end (8 and 20 mm) were used in the tests. The effect of soaking conditions and varnishing variants on the value of Erichsen indices IE and IE11 was investigated. The sheets were soaked for 13 minutes at various temperatures: 185°C, 190°C and 200°C. In test conditions without lubrication, the lowest value of the IE index = 3.3 mm was observed for sheets in as-received state and for samples after soaking. However, the highest values of the Erichsen index in tests without lubrication were measured for varnished samples and repeatedly soaked. The tests conducted under lubrication conditions with graphite grease revealed usually higher values of the IE index compared to testing conditions without the use of grease. The values of the IE11 index were approximately twice lower than the IE indices. Observation of the bulge surface revealed a smooth surface, which means that the material is characterised by a fine-grained microstructure.

PL

W tym artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych odkształcalności blach ze stopu aluminium AW-5052-H28 o grubości 0.21 mm stosowanych do produkcji kapsli zawierających zawleczkę. Tłoczność blachy określono metodą Erichsena w warunkach tarcia suchego i smarowania smarem grafitowym. Wykorzystano stemple o średnicy sferycznej końcówki 8 oraz 20 mm. Badano wpływ warunków lakierowania i wygrzewania na wartość wskaźników Erichsena IE oraz IE11. Wygrzewanie blach przeprowadzano w czasie 13 minut i w różnej temperaturze: 185°C, 190°C oraz 200°C. W warunkach bez smarowania najmniejszą wartością wskaźnika IE = 3,3 mm charakteryzowały się blachy w stanie dostawy oraz próbki po wygrzewaniu. Natomiast najwyższe wartości wskaźnika Erichsena w badaniach bez smarowania zmierzono dla próbek lakierowanych oraz wielokrotnie wygrzewanych. Testy przeprowadzone w warunkach smarowania smarem grafitowym ujawniły przeważnie większe wartości wskaźnika IE w porównaniu do warunków testowania bez użycia smaru. Wartości wskaźnika IE11były około dwukrotnie mniejsze niż wskaźnika IE. Obserwacja powierzchni wytłoczenia pozwoliła stwierdzić gładką powierzchnię, co oznacza, że materiał charakteryzował się drobnoziarnistą mikrostrukturą.

2

Analysis of wear resistance of metallic-reinforced polyurethane resin composites for sheet metal forming

Wiewióra Marcel, Żaba Krzysztof, Kuczek Łukasz, Balcerzak Maciej, Marcin Madej

Advances in Materials Science

|

2024

|

Vol. 24, nr 3(81)

18--29

EN

The paper presents the results of testing the wear resistance and coefficient of friction (COF) tools made of SikaBeresin® F50 polyurethane resin intended for dies and punches for the cold sheet metal forming process. Seven sets of composite tools (rotating rings) additionally reinforced with waste metallic powders from Al and Cu alloys (5-20% by volume) from the dry cutting process of pipes and rods were tested. Wear resistance tests and determination coefficient of friction were carried out using the T-05 block-on-ring tribotester. The tests were performed for heat and corrosion resistant sheets made of nickel alloy AMS5599 (Inconel 625), iron alloy AMS5510 (321) and aluminum alloy sheets AMS4026 (6061-T4). Composite tools with the addition of 20% aluminum powder (A+B+C+20%Al) tested with a specimen of steel alloy AMS5510 and nickel alloy AMS5599 were characterized by the lowest wear resistance. In each case, the composite rotating ring without reinforcements was characterized by the lowest coefficient of friction. The use of Cu powder reinforcements in each case had a positive effect on increasing wear resistance. The best wear resistance of 0.011% was obtained for composite rotating ring with the addition of 10% copper powder paired with specimen of nickel alloy AMS5599 sheet.

3

Effect of the hole size and the open area value on the effective Young's modulus of perforated sheets with a right pattern of cylindrical holes

Kuczek Łukasz, Muzykiewicz Wacław, Mroczkowski Marcin

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

211--226

EN

Perforated sheets are materials which - maintaining good mechanical properties - are characterized by reduced mass in comparison to full sheets. Their elastic properties are important features that are considered in the context of these materials’ design applications. Compared to full sheets, they are characterized by reduced mass while simultaneously preserving good strength properties. This article presents an experimental and numerical analysis of the effect of key parameters of the hole mesh (open area, hole diameter and orientation relative to the direction of greatest hole concentration) in association with the type of material and sheet thickness t on the value of the effective Young’s modulus of perforated sheet. A significant influence of open area (the share of holes in the sheet, as a percentage) and orientation angle was determined. On the basis of experimental results and computer simulations, a mathematical dependency allowing for calculation of this parameter’s value was proposed. The average deviation of calculated values from experimental is less than 4%.

PL

Przedstawiona praca związana jest z numeryczną oraz doświadczalną analizą właściwości sprężystych blachy perforowanej z prostym układem otworów cylindrycznych. Zmiennymi były: rodzaj materiału bazowego (materiały o różnej wartości modułu Younga), grubość materiału, średnica otworu oraz skok (odległość między środkami sąsiednich otworów w kierunku ich najgęstszego upakowania) - przy zachowaniu stałej wartości średnicy otworu oraz wielkość otworu dla ustalonego skoku. W każdym z rozważanych wariantów, kierunki najgęstszego upakowania otworów perforacji były zgodne z kierunkiem walcowania blachy i poprzecznym. Analizę numeryczną przeprowadzono w zakresie wartości prześwitu P od 0 do 0,785. Wartość P = 0,785 została określona dla granicznego przypadku skoku, równego średnicy otworu, dla którego krawędzie otworów stykają się ze sobą. W konsekwencji, nie jest możliwe wykonanie blachy o takiej perforacji oraz niemożliwe jest określenie właściwości dla takiego materiału. Materiałami, jakie zastosowano w badaniach numerycznych, były: aluminium 1050A (E = 69 GPa), miedź M1E (E = 120 GPa), stal S355JR (E = 210 GPa). Pozwoliło to na określenie zależności efektywnego modułu Younga E’ od rodzaju materiału i modułu sprężystości podłużnej blachy macierzystej (pełnej). Badania doświadczalne przeprowadzono dla czterech wybranych prześwitów, w zależności od średnicy otworu. W przybliżeniu, wynosiły one, odpowiednio: 40,05%, 34,89%, 19,63%, 3,14% dla średnicy otworu równego 10 mm; oraz 34,89%, 19,63%, 3,14%, 0,35% dla d = 2 mm. Materiałem blachy był stop aluminium EN AW-1050A w stanie H14. W obu przypadkach analiz (numeryczna, doświadczalna) określano wartość efektywnego modułu Younga dla analizowanych zmiennych w funkcji orientacji próbki φ(0, 45, 90°) względem kierunku najgęstszego upakowania otworów, połączonego z kierunkiem walcowania (φ = 0°). Na podstawie badań określono rozkłady efektywnego modułu Younga w płaszczyźnie blachy. Wyznaczono również względne wartości E’ (E’/E), które to pozwalają na uniezależnienie wyników od rodzaju zastosowanej blachy (jej właściwości).

4

Investigation of deep drawability of 6082 aluminium alloy sheet for automotive applications after various heat treatment conditions

Kuczek Łukasz, Mroczkowski Marcin, Turek Paweł

Archive of Mechanical Engineering

|

2023

|

LXX, nr 1

107--128

EN

The automotive industry requires more and more light materials with good strength and formability at the same time. The answer to this type of demands are, among others, aluminium alloys of the 6xxx series, which are characterized by a high strength-to-weight ratio and good corrosion resistance. Different material state can affect formability of AlMgSi sheets. These study analysed the influence of heat treatment conditions on the drawability of the sheet made of 6082 aluminium alloy. The studies on mechanical properties and plastic anisotropy for three orientations (0, 45, 90°) with respect to the rolling direction were carried out. The highest plasticity was found for the material in the 0 temper condition. The influence of heat treatment conditions on the sheet drawability was analysed using the Erichsen, Engelhardt-Gross, Fukui and AEG cupping tests. It was found that the material state influenced the formability of the sheet. In the case of bulging, the sheet in the annealed state was characterized by greater drawability, and in the deep drawing process, greater formability was found for the naturally aged material.

5

Research on an Innovative FLEX Bicycle Frame with a Softtail Vibration Damping System

Kuczek Łukasz, Marczak Paweł, Muzykiewicz Wacław, Mroczkowski Marcin, Paćko Paweł, Drop Dawid

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 1

290--303

EN

Bicycles are gaining more and more popularity, especially in crowded cities where there is a problem with traffic jams and a limited number of parking spaces. The bicycles are also often used by mountain bikers during riding on off-road trails. In both cases, the important parameters are the stiffness of the bicycle frame, the weight of the bicycle, but also driving comfort. To improve comfort and reduce vibrations in the bicycle frame both front and rear shock absorbers are used. The use of traditional shock absorbers increase the weight of the bike and its price. The work characterizes a modern damping system, Softtail type, designed by AG Motors. In this case, the damping element (elastomer) was placed directly in the rear fork. Analyses of polyurethanes of various hardness were carried out in terms of the possibility of using them as a vibration damper. A numerical and experimental analysis of the bicycle frame was performed, adapted to the a new shock-absorber system. Strength, fatigue and impact tests were carried out in accordance with the relevant bicycle standards. Research has shown that the frame bicycle with the Softtail system, meets the requirements of the standards.

6

Analysis of tribological performance of new stamping die composite inserts using strip drawing test

Żaba Krzysztof, Kuczek Łukasz, Puchlerska Sandra, Wiewióra Marcel, Góral Marek, Trzepieciński Tomasz

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

55--62

EN

This article assesses the tribological performance of new composite tool sets for stamping dies. Four sets of composite countersamples were tested. These consisted of polyurethane resin with mineral filler (base variant) and modified with aluminium powder (10wt%) and roving fabric (5wt%). Strip samples for the strip drawing tests were cut from AMS5599 (Inconel 625) corrosion-resistant nickel alloy, AMS5510 (321) corrosion and heat-resistant steel and AMS6061-T4 heat treatable aluminium alloy sheet metals. The influence of the type of sample material on the coefficient of friction (COF) was observed. The smallest values of the COF over the entire range of clamping force values used on AMS5599 and AMS5510 sheets were observed during tests with countersamples made of the base variant of composite. When testing the AMS6061-T4 aluminium alloy sheet, the countersamples modified with roving fabric provided the lowest value of COF, which stabilised at a value of about 0.197 as pressure was increased.

PL

Celem artykułu jest ocena właściwości tribologicznych nowych kompozytowych wkładek do tłoczników. Badaniom poddano cztery zestawy przeciwpróbek kompozytowych składających się z żywicy poliuretanowej z wypełniaczem mineralnym (wariant bazowy) oraz modyfikowanych proszkiem aluminiowym (10% mas.) i tkaniną rowingową (5% mas.). Próbki do testu przeciągania pasa blachy wycięto z blach AMS5599, AMS5510 i AMS6061-T4. Zaobserwowano wpływ rodzaju materiału przeciwpróbki na współczynnik tarcia. Najmniejsze wartości współczynnika tarcia w całym zakresie zmian siły docisku dla blach AMS5599 i AMS5510 zaobserwowano podczas badań z przeciwpróbkami wykonanymi z bazowego wariantu kompozytu. Podczas badania blachy ze stopu aluminium AMS6061-T4 przeciwpróbki modyfikowane tkaniną rowingową zapewniły najmniejszą wartość współczynnika tarcia, która w zakresie ustabilizowanym osiągnęła wartość około 0,197.