Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykorzystanie systemu analizatora odkształceń AutoGrid do oceny wpływu parametrów procesu wyoblania na odkształcalność blach aluminiowych i stalowych

Hyrcza-Michalska Monika, Sugarova Jana

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2020

|

Vol. 87, nr 3

48--52

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań wpływu parametrów procesu wyoblania mechanicznego wybranych blach stalowych niskowęglowych i blach aluminiowych. Badania te przeprowadzono dla oceny przydatności metody analizy odkształceń lokalnych, stosowanej dla klasycznego głębokiego tłoczenia, do efektywnego wykorzystania dla wytłoczek wykonywanych technologią wyoblania. Do jakościowej i ilościowej analizy odkształcalności blach aluminiowych i stalowych zastosowano przenośną wersję automatycznego systemu analizatora odkształceń lokalnych AutoGrid. Analizowano wpływ parametrów wyoblania, jak prędkość obrotowa wsadu, na odkształcalność 1,0 mm grubości blach ze stali DC01 oraz z Aluminium 1050. Na podstawie pomiarów odkształceń lokalnych stwierdzono, że prędkość obrotowa wsadu podczas wyoblania wpływa na rozkład oraz poziom wartości odkształceń lokalnych dla badanych materiałów wsadowych.

EN

The paper presents the results of research on the impact of mechanical spinning process parameters of selected low carbon steel sheets and aluminum sheets. These studies were conducted to evaluate the usefulness of the method of analysis of local strain, used for the classic deep-drawing, for the effective use of technology for stampings made by spinning. For qualitative and quantitative analysis of the formability of sheet aluminum and steel sheet used movable version of automatic strain analyzer system AutoGrid. The influence of spinning parameters, as the rotational speed of the charge, on the deformability of 1.0 mm thick sheet steel DC01 and Aluminum 1050 were analyzed. Based on measurements of local strains distributions it has been found that the charge rotational speed during the spinning influences on the distribution and level of the local strains for the tested charge materials.

2

CO2 laser spot welding of thin sheets AISI 321 austenitic stainless steel

Shehab A. A., Nawi S. A., Al-Rubaiy A. AAG, Hammoudi Z., Hafedh S. A., Abass M. H., Alali M. S., Ali S. D.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2020

|

Vol. 106, nr 2

68--77

EN

Purpose: The present work aims to investigate the influence of CO2 laser spot welding (LSW) parameters on welding profile and mechanical properties of lap joint of AISI 321 thin sheet metals, and analyze the welding profile numerically by finite element (FE) method. Design/methodology/approach: The weld carried out using 150 W CO2 continues wave laser system. The impact of exposure time and laser power on the welding profile was investigated using an optical microscope. Microhardness and tensile strength tests were used to evaluate the mechanical properties of the joint. Ansys software was utilized to simulate the welding profile numerically. Findings: The results revealed that 2 s exposure time and 50 W power have led to uniform welding profile and highest shear force (340 N), lower hardness gradient across the heat affected zone (HAZ) and fusion zone (FZ). Finite element (FE) analysis of the welding profile showed good agreement with experimental analysis. Research limitations/implications: The selection of laser spot welding parameters for thin sheet metal was critical due to the probability of metal vaporisation with extra heat input during welding. Practical implications: Laser welding of AISI 321 steel is used in multiple industrial sectors such as power plants, petroleum refinement stations, pharmaceutical industry, and households. Thus, selecting the best welding parameters ensures high-quality joint. Originality/value: The use of CO2 laser in continuous wave (CW) mode instead of pulse mode for spot welding of thin sheet metal of AISI 321 austenitic stainless steel consider a real challenge because of the difficulty of control the heat input via proper selection of the welding parameters in order to not burn the processed target. Besides, the maintenance is easier and operation cost is lower in continuous CO2 than pulse mode.

3

Komputerowo wspomagane metody przewidywania zjawisk ograniczających kształtowanie blach

Hyrcza-Michalska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 8

264--266

PL

Jednym z najbardziej rozpowszechnionych sposobów wytwarzania wyrobów z blach jest tłoczenie, obejmujące cięcie, gięcie i kształtowanie blach. Kwalifikacja materiałów wsadowych do procesów tłoczenia ciągle stanowi problem wytwórców pojazdów i jest tematem licznych opracowań [1, 3, 13, 15, 16, 18, 20-22]. Zalety tłoczenia, takie jak: niska masa i cienkościenność wytłoczek, wysoka dokładność odwzorowania geometrii detalu, automatyzacja i robotyzacja procesu wytwarzania stanowią o atrakcyjności tej technologii. Jednakże występują zjawiska, które ograniczają znacząco możliwości przetwarzania blach w złożonym stanie naprężeń i odkształceń umożliwiającym wykonanie danego detalu. Stąd projektowanie procesów tłoczenia nie może się już obyć bez wspomagania komputerowego projektowania wytłoczek. Dla konwencjonalnych sposobów kształtowania blach i prostego kształtu wytłoczek z dużą dokładnością przewidywane są zjawiska ograniczające tłoczenie, jak fałdowanie i pocienianie blachy prowadzące do jej pęknięcia. W tym zakresie wykorzystywane są programy komputerowe do modelowania i symulacji numerycznej metodą elementów skończonych [16, 20, 22] oraz charakterystyki właściwości mechanicznych materiałów wsadowych i graniczne krzywe tłoczenia blach wsadowych. Natomiast projektowanie niekonwencjonalnych sposobów tłoczenia, jak kształtowanie hydromechaniczne, czy tłoczenie na gorąco, jest stale doskonalone ponieważ pozostaje ciągle nierozpoznanym zagadnieniem w zakresie skutecznego prognozowania zjawisk ograniczających tłoczenie. Do modelowania numerycznego tych złożonych zagadnień kształtowania blach stosuje się różne programy komputerowe. W tym opracowaniu przedstawiono wybrane przykłady wykorzystania oprogramowania ETA / Dynaform 5.9 [2] do przewidywania zjawisk ograniczających kształtowanie blach w konwencjonalnym tłoczeniu wytłoczki poszyciowej z blachy o wysokiej wytrzymałości oraz w niekonwencjonalnym kształtowaniu cieczą tej samej blachy na wytłoczkę osiowo-symetryczną.

EN

One of the most common methods of manufacturing sheet metal products is stamping, including cutting, bending and shaping of sheets. The qualification of input materials for stamping processes is still a problem for vehicle manufacturers and is the subject of numerous studies [1, 3, 13, 15, 16, 18, 20- 22]. The advantages of pressing such as: low mass and thin-walled drawpieces, high accuracy of the geometry of the detail, automation and robotization of the manufacturing process are the attractiveness of this technology. However, there are phenomena that significantly limit the possibility of processing sheets in a complex state of stresses and strains enabling the creation of a particular detail. Hence, the design of stamping processes can no longer be used without the support of computerized design of stampings. For conventional methods of forming sheets and the simple shape of drawpieces, phenomena limiting the pressing, such as folding and thinning of the sheet leading to its cracking, are predicted with great accuracy. In this area, computer programs for modeling and numerical simulation are used applying the finite element method [16, 20, 22] and characteristics of mechanical properties of charge materials and forming limit curves of charge sheet blank pressing. On the other hand, the design of unconventional pressing methods, such as hydroforming or hot stamping, is constantly improved because it remains an unrecognized issue in the field of effective forecasting of phenomena limiting the pressing. Numerous computer programs are used for numerical modeling of these complex issues of sheet forming. This paper presents selected examples of the use of ETA / Dynaform 5.9 software [2] for predicting phenomena limiting sheet metal forming in conventional pressing of a high-strength sheet metal stamping and unconventional shaping of the same sheet into an axially symmetrical drawpiece.

4

Metodyka oceny tłoczności wysokowytrzymałych blach cienkich

Hyrcza-Michalska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 8

310--312

PL

Kwalifikacja materiałów wsadowych do procesów tłoczenia ciągle stanowi problem wytwórców pojazdów. Do wytwarzania wytłoczek poszyciowych czy konstrukcji podwozia stosowane są blachy cienkie ze stali i stopów metali o coraz bardziej podwyższonej wytrzymałości. Właściwości plastyczne wymagane do ich skutecznego przetwarzania na drodze tłoczenia stają się mocno ograniczone i trudne do rozpoznania w oparciu o standardowe atesty właściwości mechanicznych dostarczane wraz z wsadami oraz analizę wytopową składu chemicznego. Zatem potrzeba właściwej oceny tłoczności oraz technologicznej podatności wsadów ze stali i stopów wysokowytrzymałych stała się motywacją dla podjęcia cyklu badań dla opracowania wytycznych i zweryfikowania zaleceń metodycznych dla oceny ich tłoczności. W artykule przedstawiono wyniki oceny tłoczności dla blach cienkich ze stali DP 600 i stopu typu INCONEL 625. W oparciu o doświadczenia dla tych reprezentantów wysokowytrzymałych wsadów, sformułowano wytyczne postępowania dla oceny ich tłoczności. O wskazane w tych wytycznych badania należy rozszerzyć wstępną kwalifikację materiałów wsadowych do tłoczenia w przypadku jakichkolwiek problemów technologicznych występujących przy ich przetwarzaniu. Także na etapie prac projektowych proponowane badania należy uwzględnić w zestawie danych definiujących właściwości wsadów w modelu materiałowym. W pracy usystematyzowano podstawowe próby oceny tłoczności z uwagi na kryterium symulowanego stanu mechanicznego i ich przydatności dla oceny cech wysokowytrzymałych wsadów. Ustalono, że dla kompleksowego zdefiniowania podatności technologicznej nie wystarczy sporządzić graniczną krzywą tłoczenia (GKT) badanej blachy. Należy dodatkowo precyzyjnie rozpoznać zespół stanów mechanicznych występujących w kolejnych operacjach tłoczenia wybranej wytłoczki na drodze symulacji numerycznej np. metodą elementów skończonych i odnieść rejestrowane wartości odkształceń lokalnych do właściwości blachy wsadowej reprezentowanych przez jej GKT. Przykładową procedurę postępowania zgodnego z prezentowaną metodyką oceny tłoczności wsadów wysokowytrzymałych przedstawiono dla wytłoczki pokrywy.

EN

Qualification of feedstock for forming processes is still a problem for vehicle manufacturers. For the manufacture of car body or chassis construction, thin sheet steel and metal alloys of increasingly higher strength are used. The plastic properties required for their efficient processing by stamping are becoming very limited and difficult to diagnose and also to evaluate based on standard mechanical properties and the chemical composition analysis delivered with the feedstock. The need for proper assessment of the drawability and technological susceptibility of high strength steel and high strength alloys has become a motivation for a series of studies to develop guidelines and to validate methodological recommendations for the assessment of their drawability. The article presents the results of the drawability evaluation for thin sheets of DP600 and INCONEL 625. Based on the experience of these highstrength representatives, guidelines have been formulated to assess their drawability. The studies indicated in these guidelines should extend the initial qualification of pressing materials in the event of any technological problems encountered in their processing and, in the design phase, include in the data set defining the properties of the feedstock in the material model. In the work, the basic methods of drawability estimation due to the simulated mechanical condition and their usefulness for the assessment of the characteristics of high-strength feedstock’s were systematized. It has been established that for the comprehensive definition of technological susceptibility, it is not enough to appoint the forming limit curve (FLC) of the test sheet. It is necessary to further precisely recognize the set of mechanical states occurring in subsequent embossing operations of the selected drawpiece by numerical simulation, eg using finite element method, and relate the measured values of the local strains to the properties of the charge sheet metals represented by its FLC. An example of a procedure in accordance with the presented methodology for drawability assessment of the high-strength charge is presented for the cover drawpiece.

5

Badania odkształcalności blach cienkich ze stali i stopów wysokowytrzymałych

Hyrcza-Michalska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 3

105--111

PL

Stale i stopy wysokowytrzymałe stanowią coraz bardziej znaczący procent materiałów stosowanych do wytwarzania pojazdów. Materiały te są stosowane w różnej postaci, począwszy od półwyrobów odlewanych poprzez kute, walcowane, wyciskane, ciągnione oraz przetwarzane metodami tłoczenia. Badania nad podatnością do przetwarzania, a tym samym nad oceną odkształcalności stali i stopów wysokowytrzymałych w postaci blach cienkich, stanowią niezbędny element w procesie wdrażania nowych, innowacyjnych materiałów wsadowych do produkcji i efektywnego wytwarzania. W pracy przedstawiono wyniki badań nad podatnością do tłoczenia wybranych stali i stopów wysokowytrzymałych. Badania odkształcalności oparto o wyznaczenie granicznych krzywych tłoczenia wspomaganych komputerowo. W badaniach tłoczności wykorzystano cyfrowy analizator odkształceń AutoGrid, a do projektowania procesów przetwarzania blach cienkich oprogramowanie Eta/Dynaform. W pracy zawarto wyniki projektowania procesu wytwarzania metodą tłoczenia elementu pokrywy w komorze silnika opracowane w oparciu o badania odkształcalności.

EN

High strength steels and alloys are an increasingly significant percentage of materials used in the manufacture of vehicles. Research on susceptibility to process and thus the evaluation of formability of steel and high strength alloy in the form of sheets is an indispensable element in the implementation of new, innovative charge materials for production and efficient manufacturing. The paper presents results of research on susceptibility to stamping of selected steel and high strength alloy. The study was based on the determination of the forming limit curves computer-aided. The study of drawability uses digital strain analyzer AutoGrid and design of processing thin sheets metal software Eta/ Dynaform. The work contains the results of the design of the manufacturing process stamping element of cover in the engine compartment developed based on formability research.

6

Badania granicznej krzywej tłoczenia cienkich blach żaroodpornych i żarowytrzymałych

Hyrcza-Michalska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 8

542--545

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań z zakresu doskonalenia metodyki oceny tłoczności blach cienkich wytwarzanych z materiałów o ograniczonej odkształcalności. Reprezentantami materiałów o ograniczonej odkształcalności są blachy cienkie żaroodporne i żarowytrzymałe, wykonane z nadstopów niklu z Inconel 625 lub Inconel 718. Blachy te są przetwarzane metodami tłoczenia na elementy konstrukcji poszycia silników lotniczych. Kształtowanie wsadów wykonanych z tego rodzaju materiałów wymaga przeprowadzenia licznych symulacji numerycznych, będących podstawą procesu projektowania cyklu technologicznego dla wyrobów tłoczonych. Charakterystyki właściwości materiałów wsadowych są podstawowymi danymi definiującymi model materiałowy w procesie symulacyjnym, a graniczna krzywa tłoczenia kompleksowo opisuje odkształcalność blachy. Pozyskanie granicznych krzywych tłoczenia realizowane jest na drodze eksperymentalnej. W przypadku materiałów o ograniczonej odkształcalności, wyznaczanie granicznej krzywej tłoczenia wymaga wykorzystania techniki cięcia wodą do przygotowania próbek o określonej geometrii oraz zastosowania wspomaganego komputerowo systemu analizatora odkształceń AutoGrid. Sporządzone, zgodnie z przyjętą metodyką postępowania, graniczne krzywe tłoczenia wykorzystano praktycznie i zaimplementowano do symulacji numerycznej procesu tłoczenia przy użyciu oprogramowania Eta/Dynaform.

EN

The article presents results of research in the field of improvement of drawability evaluation methodology of thin sheet metals characterized by limited deformability. Representatives of materials with limited deformability are heat-resistant and creep-resistant sheets, made of nickel superalloys for example, of Inconel 625 or Inconel 718. These sheets are processed using stamping methods to execute elements of aircraft engines structures. Forming charges made of such materials requires a number of numerical simulations, which are the basis of the design process of the technological cycle for products stamped. The characteristics of input materials properties are the underlying data defining material model in the simulation, and comprehensive forming limiting curve describes the formability of sheet metal. Obtaining forming limit curves is performed experimentally. In the case of materials of limited deformability, setting the forming limit curve involves the use of water cutting techniques to prepare samples with the specified geometry and uses a computer-aided system of strain analyzer AutoGrid. Prepared in accordance with the adopted conduct methodology forming limit curves were practically used and implemented to numerical simulation of stamping process using Eta / Dynaform software.

7

Drawability Studies of Magnesium Alloy Sheets at Elevated Temperature

Hyrcza-Michalska M., Kawalla R., Dembińska J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2751--2756

EN

The paper presents the results of a study of drawability of thin AZ31 magnesium alloy metal sheets. These studies are a continuation of experiences in presenting the characteristics of technological plasticity of strips made of magnesium alloy which have been cast between rolls in vertical and horizontal systems called ‘twin-roll casting’. In the context of previous experiments conducted at the Institute of Material Technology of the Silesian University of Technology in cooperation with the Technical University - Bergakademie Freiberg (Germany), drawability of these strips at elevated temperatures has been comprehensively defined while using forming limit curves. Due to low formability of magnesium alloys at ambient temperature, formability tests - including cup forming tests presented in this paper - have been carried out in heated dies at temperature range of 200°C to 350°C. A modern AutoGrid digital local strain analyzer has been used in the examinations and the method of image analysis of deformed coordination nets has been applied. Quantitative and qualitative impact of deformation temperature upon the drawability effects of AZ31 magnesium alloys products have been evaluated.

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań tłoczności blach cienkich ze stopu magnezu AZ31. Badania te są kontynuacją doświadczeń w zakresie sporządzania charakterystyk technologicznej plastyczności blach taśmowych ze stopów magnezu odlewanych między walcami w układach pionowych i poziomych, tzw. metodą „twin roll casting”. W ramach wcześniejszych doświadczeń prowadzonych w I nstytucie Technologii Metali Politechniki Śląskiej i we współpracy z Technical University – Bergakademie Freiberg (Germany), przy zastosowaniu granicznych krzywych tłoczenia określono kompleksowo tłoczność tych blach w podwyższonej temperaturze. Z uwagi na niską odkształcalność magnezu w temperaturze otoczenia próby tłoczności, w tym prezentowaną w niniejszym opracowaniu próbę miseczkowania, wykonano w podgrzewanych matrycach w zakresie 200°C do 350°C. W badaniach wykorzystano nowoczesny, cyfrowy analizator odkształceń lokalnych AutoGrid oraz metodę analizy obrazu odkształconych siatek podziałowych. Oceniono ilościowy i jakościowy wpływ temperatury odkształcenia na efekty tłoczenia wyrobów ze stopu magnezu AZ31.

8

Identyfikacja wydzieleń występujących w strukturze blach cienkich ze stopu magnezu AM50

Skupień P., Rozmus R.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2013

|

T. 65, nr 4

18--22

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań obejmujące identyfikację wydzieleń znajdujących się w strukturze blach cienkich ze stopu magnezu AM50 walcowanych na gorąco. Badania przeprowadzono przy użyciu wysokorozdzielczego elektronowego mikroskopu skaningowego Inspect F oraz transmisyjnego Titan 80-300. W strukturze badanego stopu zidentyfikowano trzy typy wydzieleń różniących się miedzy sobą składem chemicznym i morfologią.

EN

This paper presents the results of tests including the identification of precipitations in the structure of hot rolled AM50 magnesium alloy sheets. The tests were carried out using high-resolution scanning electron microscope Inspect F and transmission electron microscope Titan 80-300. Three types of precipitations were identified within the structure of the tested alloy, which differed in their chemical compositions and morphologies.

9

Badania technologicznej plastyczności blach cienkich przy zastosowaniu analizatora odkształceń AutoGrid®

Hyrcza-Michalska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 8

545--549

PL

W zakresie badania i sporządzania charakterystyk technologicznej plastyczności blach cienkich stosowane są próby podstawowe i technologiczne oceny tłoczności. Ponadto wyznaczane są krzywe odkształcalności granicznej dla tłoczenia. W ocenie tej wykorzystuje się siatki podziałowe nanoszone na powierzchnie blach wsadowych, które po odkształceniu obrazują rozkłady odkształceń lokalnych na badanych powierzchniach wytłoczek. Do wyznaczania wartości odkształceń stosowane są metody pomiarowe oparte na analizie obrazu odkształconych siatek, przy użyciu mikroskopu optycznego lub cyfrowych analizatorów odkształceń lokalnych. Pomiary wykonywane są w oparciu o analizę obrazu z jednej, dwóch, a najlepiej z 4 kamer cyfrowych o wysokiej rozdzielczości. Dzięki sprzężeniu obrazu z 4 kamer, w krótkim czasie dostępne stają się rezultaty nie tylko jakościowej ale przede wszystkim ilościowej oceny wartości odkształceń na badanych wytłoczkach. W artykule przedstawiono przykład wykorzystania komercyjnego analizatora odkształceń AutoGrid® do oceny odkształcalności granicznej blachy cienkiej ze stopu Inconel 625.

EN

In the assessment of thin sheet metals technological plasticity characteristics are used basic and technological drawability tests. In addition forming limit curves are calculated for stamping processes. The evaluation used coordination nets applied to the surfaces of the plates that illustrate the deformation by local strain distributions measured after forming on the tested drawpieces surfaces. To determine the strain distribution the measurement methods based on image analysis of deformed meshes with an optical microscope or vision strain analyzer are used. The circuits with one or four digital cameras with high resolution are used for such kind measurements. By coupling 4 cameras in a short time the results of strain analysis are available like not only qualitative but also quantitative evaluation of the strain distribution on tested drawpieses. The article presents an example of using a commercial strain analyzer AutoGrid® to evaluate the limit formability of thin sheet blanks of Inconel 625 alloy.

10

Technologia ciągłego wyżarzania blach cienkich

Kuziak R.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2011

|

T. 63, nr 3

1-6

PL

W artykule przedstawiono podstawowe informacje dotyczące technologicznych podstaw procesu ciągłego wyżarzania blach cienkich walcowanych na zimno. Cechą charakterystyczną ciągłego wyżarzania, w przeciwieństwie do wyżarzania długookresowego w piecach kołpakowych, jest jego duża wydajność. Pełny cykl procesu: nagrzewanie, wygrzewanie, chłodzenie i starzenie, trwa około 300-500 sekund. W tym czasie, w stali zachodzą przemiany fazowe obejmujące rekrystalizację odkształconego ferrytu, przemianę struktury ferrytyczno-perlitycznej w austenit (podczas nagrzewania i wygrzewania) i odwrotną przemianę austenitu w ferryt w stalach niskowęglowych lub w strukturę złożoną z ferrytu i martenzytu i I lub bainitu w stalach wielofazowych, a na końcu starzenie. Przemysłowe linie ciągłego wyżarzania umożliwiają również przeprowadzenie operacji cynkowania. I ta możliwość jest coraz częściej wykorzystywana, zwłaszcza w produkcji blach dla przemysłu samochodowego. W artykule zawarto również informacje dotyczące funkcjonujących rozwiązań technologicznych w liniach do wyżarzania oraz scharakteryzowano wpływ parametrów profilu termicznego stosowanego dla różnych gatunków stali podczas procesu ciągłego wyżarzania na właściwości mechaniczne blach.

EN

This paper presents the basic information on technological basis for continuous annealing of cold-rolled sheets. Unlike batch annealing in bell-type furnaces, the characteristic feature of continuous annealing is its high efficiency. The complete process cycle, i.e. heating, soaking, cooling and ageing, takes approx. 300-500 seconds. In this time, there oceur phase transformations in steel, which include recrystallisation of deformed ferrite, transformation of ferritic-pearlitic structure into austenite (during heating and soaking) and reuerse transformation of austenite into ferrite in low-carbon steels and into the structure consisting of ferrite and martensite andlor bainite in multi-phase steels, and, in the end, ageing. The industrial continuous annealing lines also allow galuanising to be carried out. And this possibility is more and more often used, especially in production of sheets for the automotive industry. This paper also includes the information on technological solutions existing in the annealing lines and describes the influence of parameters ofthe thermal profile used for uarious grades of steel during the continuous annealing on mechanical properties of sheets.