Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelling of the draw bead coefficient of friction in sheet metal forming

Chodoła Łukasz, Ficek Daniel, Szczęsny Ireneusz, Trzepieciński Tomasz, Wałek Łukasz

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2021

|

nr 3

3--9

PL

W artykule przedstawiono wyniki wyznaczania wartości współczynnika tarcia na progu ciągowym w procesie kształtowania blach. Jako materiał badawczy wykorzystano blachy stalowe, mosiężne i ze stopu aluminium, które zostały wycięte w różnych kierunkach względem kierunku walcowania blachy. Pasy blachy badano w warunkach tarcia suchego oraz smarowania powierzchni blach olejem maszynowym. Wyniki eksperymentów posłużyły do zbadania wpływu parametrów procesu tarcia na wartość współczynnika tarcia za pomocą sztucznych sieci neuronowych. Dane wejściowe zostały zoptymalizowane przy użyciu algorytmu genetycznego, selekcji krokowej postępującej oraz wstecznej. Celem badań było określenie wpływu wartości kary jednostkowej na istotność poszczególnych parametrów wejściowych sieci neuronowej oraz wartość błędu generowanego przez perceptron wielowarstwowy. Stwierdzono, że w przypadku wszystkich materiałów wartość współczynnika tarcia próbek zorientowanych pod kątem 90° była większa niż dla orientacji próbek 0°. Testy tarcia wykazały również, że smarowanie blach zmniejszyło opory tarcia o 12-39% w zależności od gatunku materiału blachy. Spośród wszystkich parametrów wejściowych, które istotnie wpływają na wartość współczynnika tarcia, najważniejsze z nich to warunki smarowania oraz orientacja próbki.

EN

This paper presents the results of determining the value of the coefficient of friction on the drawbead in sheet metal forming. As the research material, steel, brass and aluminium alloy sheets cut at different directions according to the sheet rolling direction were used. Sheet strip specimens were tested under dry friction and lubrication of sheet surfaces using machine oil. Results of experiments were used to study the effect of process parameters on the coefficient of friction using artificial neural networks. Input data was optimized using genetic algorithm, forward stepwise selection and backward stepwise selection. The aim of the research was to determine the effect of the value of the unit penalty on the significance of individual input parameters of the neural network and the value of the error generated by the multilayer perceptron. It was found that in the case of all materials the value of coefficient of friction for specimen orientation 90° was greater than for the specimen orientation 0°. Friction tests also reveal that sheet lubrication reduced the frictional resistance by 12-39%, depending on the grade of sheet material. Among all input parameters that significantly affect the value of the coefficient of friction the most important are the lubrication conditions and the orientation of the sample.

2

Experimental evaluation of value of friction coefficient in the drawbead region

Trzepieciński T., Fejkiel R., Kubit A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2018

|

z. 90 [298], nr 1

77--85

EN

Drawbeads are supposed to change the stress state of sheets in specific areas of the sheet material, or compensate for material flow at the periphery of the drawpiece, especially when forming complex shaped thin-walled products. The article presents the results of frictional resistance testing of a DC04 steel sheet using a drawbead simulator test. Experimental investigations were carried out using a special device that allows a change in the degree of deformation of the sheet metal on the drawbead. Specimens were tested for: (i) three degrees of sheet deformation; (ii) three countersamples’ surface roughness; and (iii) three lubrication conditions: dry friction, machine oil lubrication and paint lubrication. The test specimens were cut out along, and transversely to, the direction of rolling of the sheet metal. The basic relations between technological parameters of friction test and coefficient of friction were determined.

PL

Zadaniem progów ciągowych jest zmiana stanu naprężenia materiału w określonych obszarach blachy lub wyrównanie płynięcia materiału na obwodzie wytłoczki, szczególnie podczas kształtowania wytłoczek o złożonym kształcie. W artykule przedstawiono wyniki badań oporów tarcia blachy stalowej DC04. Badania eksperymentalne zrealizowano za pomocą specjalnego przyrządu umożliwiającego zmianę stopnia odkształcenia blachy na progu ciągowym. Blachy testowano dla trzech stopni odkształcenia, trzech chropowatości rolek oraz trzech warunków smarowania: tarcie suche, smarowanie olejem maszynowym oraz smarowanie żywicą metakrylową. Próbki do badań wycięto wzdłużnie i poprzecznie względem kierunku walcowania arkusza blachy. Wyznaczono podstawowe zależności pomiędzy parametrami technologicznymi próby tarcia a wartością współczynnika tarcia.

3

Numerical modeling of the drawbead simulator test

Trzepieciński T.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2012

|

z. 84[284], nr 3

69--78

EN

The work contains the results of experimental researches and numerical simulations of friction test that simulate the friction conditions in drawbead during sheet metal forming. The numerical model of the drawbead friction simulator test has been created using MSC.Marc + Mentat 2010. Simulations have been performed to determine a stress state in pulled sample during the drawbead simulator test. The isotropic and two anisotropic Hill (1948) and Barlat (1991) material models were used in simulations taking into consideration sample orientation according to the rolling direction of the sheet. The samples for friction tests were cut along and transverse to the rolling direction of the sheet. It was found that the yield criterion has a strong influence on the distribution and the value of normal and shear stresses in the sample. Furthermore, the values of analyzed stresses were changed in the sample width.

PL

Artykuł zawiera wyniki badań eksperymentalnych i symulacji numerycznych testu symulującego warunki tarcia na progu ciągowym podczas kształtowania blach. Model numeryczny symulatora progu ciągowego został utworzony za pomocą programu MSC.Marc + Mentat 2010. Symulacje zostały wykonane, aby określić stan naprężeń w przeciąganej próbce podczas próby tarcia. W symulacjach zaimplementowano model izotropowy właściwości mechanicznych blachy oraz dwa modele anizotropowe Hilla (1948) oraz Barlata (1991), a także uwzględniono orientację próbki kierunku walcowania. Próbki do testów tarcia zostały wycięte wzdłuż oraz w poprzek kierunku walcowania blachy. Stwierdzono, że kryterium plastyczności ma istotny wpływ na rozkład i wartość naprężeń normalnych oraz ścinających w próbce. Ponadto wartość analizowanych naprężeń zmieniała się na szerokości próbki.

4

Experimental verification results of drawbead numerical simulation

Zimniak Z., Rutkowski D.

Computer Methods in Materials Science

|

2010

|

Vol. 10, No. 1

52-57

EN

In sheet metal forming, drawbeads play an important role in material flow control. In this paper the results of simulations of drawbeads and equivalent drawbeads are experimentally verified. Strain and thickness variations were measured for a rectangular drawpiece. FEM modelling was done with commercial software LS-DYNA using explicit and implicit FEA codes. Three-dimensional numerical simulations were run using Hill's 1948 anisotropic yield function and the Barlat-Lian 1989 constitutive model. Calculations relating to the gravitational force loading and the drawing process were done using the explicit method and the spring back simulation was carried out using the implicit method The numerical simulation results were verified through the measurement of principal strains in selected cross sections of the drawpiece. As regards the principal strain distributions and the final drawpiece dimensions, good agreement between the experimental measurements and the FEM calculations was obtained. The best agreement for real drawbeads results occurred under the Barlat-Lian criterion. In the model an equivalent drawbead is represented by a line on the surface of the tools, along which the prescribed drawbead restraint force (DBRF) were exerted. This means that calculating the drawbead restrain force from formula and describing the sheet material by means of the Barlat-Lian criterion one can successfully use equivalent drawbeads.

PL

Progi ciągowe odgrywają bardzo ważną rolę w kontrolowaniu płynięcia materiału podczas procesów głębokiego tłoczenia blach. W pracy przedstawiono eksperymentalną weryfikację wyników numerycznej symulacji progów ciągowych oraz zastosowanych zastępczych progów ciągowych. Dla analizowanej wytłoczki prostokątnej dokonano pomiarów rozkładów odkształceń głównych oraz zmian grubości blachy. Modelowanie MES zostało przeprowadzone z użyciem komercyjnego programu LS-DYNA, wykorzystującego do obliczeń numerycznych kody typu explicit i implicit. Trójwymiarowe numeryczne symulacje przeprowadzono używając warunków plastyczności podanych przez Hilla w roku 1948 oraz przez Barlata i Liana z roku 1989. Obliczenia dotyczące obciążenia siłą grawitacji oraz procesu samego ciągnięcia wykonano z zastosowaniem metody explicit, a symulację sprężynowania powrotnego przeprowadzono metodą implicit. Weryfikację doświadczalną wyników obliczeniowych przeprowadzono poprzez pomiar odkształceń głównych w wybranych przekrojach wytłoczki. Na podstawie otrzymanych wyników badań dla progów rzeczywistych, dotyczących rozkładów odkształceń głównych oraz końcowych wymiarów geometrycznych wytłoczek, można stwierdzić dobrą zgodność wyników pomiarów doświadczalnych z obliczeniami MES. Najlepszą zgodność tych wyników uzyskano dla kryterium Barlata-Liana. Zastępczy próg ciągowy był określany w modelu przez linię leżącą na powierzchni narzędzi, wzdłuż której wywierana była zadana wartość siły oporu progu ciągowego (drawbead restraint force - DBRF). Można więc z powodzeniem stosować zastępcze progi ciągowe z zastosowaniem przyjętego w pracy wzoru na siłę oporu progu oraz z opisem materiału blachy za pomocą kryterium Barlata-Liana.