W artykule omówiono wybrane stanowiska badawcze przeznaczone do określania zachowania się materiałów przy stałym odkształceniu. Przedstawiono wpływ temperatury na naprężenia resztkowe w połączeniach śrubowych, mających zastosowanie w różnego rodzaju środkach transportu. Zwrócono uwagę na obniżenie naprężenia w nowoczesnych materiałach - wielu gałęzi przemysłu, w tym motoryzacyjnego – stopy lekkie, superstopy oraz stopy tytanu. Zaprezentowano wpływ temperatury i prędkości deformacji na zmianę naprężenia normalnego. Przedstawiono rezultaty badań stali 10H2M (10CrMo9-10) uzyskane z prób realizowanych przy stałym odkształceniu wzdłużnym i zmiennym cyklicznie odkształceniu postaciowym. Omówiono wpływ amplitudy i częstotliwości cykli skrętnych, stosowanych jednocześnie przy występowaniu odkształcenia wzdłużnego o stałym poziomie, na przebieg naprężenia normalnego.
EN
The paper reports selected testing machines recommended for investigations of material behaviour under constant deformation. An influence of temperature and strain rate on stress variations in screws’ material applied in many types of transport is presented. Stress reduction in modern materials employed by many branches of industry including automotive, i.e. light alloys, super-alloy and titanium alloys is shown. Results from examination of the 10H2M (10CrMo9-10) steel at constant level of axial strain and cyclic shear strain are discussed. An influence of amplitude and frequency of torsion cycles on the axial stress under constant level of axial strain is studied.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A simple laboratory test performed by rolling of the wedge-shaped sample on plain rolls enables to investigate the structure-forming processes and formability of metallic materials effectively, thanks to its ability to implement a wide range of height reductions in a single sample. The formed material’s spreading induces tensile stresses at the sample’s lateral faces, which can yield in cracking. This method is very suitable for comparison of rollability of some materials with lower plasticity – e.g. those containing some subsurface flaws in the as-cast state. Mathematical processing of the wedge rolling test’s results is complicated due to an irregular shape of the rolled stock. Thus it is awkward to calculate strain at a particular place of the rolled sample since it is essential to determine coordinates of the corresponding place before forming. To increase accuracy and comfort of this experimental method, special software was developed under Delphi language for calculation of spreading, equivalent strain and strain rate in any cross section along the resulting rolling stock. Calculations are based on comparison of corresponding partial volumes of the wedge-shaped initial sample and resulting rolling stock. The latter has not quite a constant thickness and at the same time it has strongly irregular planar shape and size due to spreading. This factor considerably complicates application of the law of conservation of volume, when necessary calculations of partial strain components are carried out. The particular problem outlined was successfully solved by applying the methods of computer analysis of a bitmap picture, gained by scanning the planar shape of the sample after rolling. The rolled stock has to be scanned into a RGB bitmap. The retouched image has to be converted to an HLS system that defines colors using the following components: hue, saturation and brightness. Proper selection of the individual components of an HLS system enables to “take away” the given object from the whole picture and convert it in the black & white image where the sample obtains the attributes of black color and its remaining environs the attributes of white color. Thus pre-processed bitmap is appropriate for a computer determination of the plan dimensions of the final rolling stock. Hence the developed software represents an universal instrument for mathematical processing of the results of the discussed test, which works reliably and independently on complexity of the shape of the final rolled product. It is valid also in the case when the initial sample for the wedge rolling test is provided with notches of V shape, milled in the vertical direction on a lateral surface. These notches function as initiators of cracks and make it possible to better compare plastic properties of miscellaneous metallic materials on various conditions of hot forming. Deformation behaviour of the material close to these notches was subjected to the FEM analysis by means of program Forge 2005 of the company Transvalor. The simulation confirmed an increased share of tensile stresses on the face of the notch and susceptibility to the crack formation. At the same time the formation of laps during drawing the notch into the roll gap was confirmed. Another benefit of this simulation consisted in indication of distribution of the temperature field during rolling of wedge-shaped samples; this field is influenced mainly by the deformation heat. Knowledge gained by calculation, concerning shape changes of the rolled wedge-shaped sample and the formation of laps near notches are in full accordance with behaviour of the samples rolled in a real rolling mill.
PL
Prosty test laboratoryjny walcowania próbek klinowych) pomocą walców płaskich umożliwia zbadanie procesu wania struktury materiału oraz możliwości formowania metali. Płynięcie formowanego materiału indukuje naprężenia wywierane na powierzchnię próbki, które mogą skutkować pojawieniem się pęknięć. Matematyczne modelowanie procesu walcowania klinów jest skomplikowane ze względu na nieregulrny kształt walcowanego wsadu. Dlatego też rozwijane oprogramowanie przedstawia uniwersalne narzędzie przetwarzania matycznego dla wspomnianego testu, niezależnie od złożoności kształtu finalnego wyrobu. Aplikacja ta wykonuje obliczenia dla próbek z wycięciami kształtu V. Wycięcia te funkcjonują jako miejsca inicjacji pęknięć, aby umożliwić dalsze porównanie właściwości plastycznych różnych materiał metalicznych. Zachowanie materiału podczas formowania blisko wycięć jest przedmiotem analizy MES wykonanej przy użyciu programu Forge 2005. Przeprowadzona symulacja potwierdza zwiększony wpływ naprężeń rozciągających na formowanie pęknięć. Wiedza zgromadzona dzięki przeprawadzonym symulacjom została zweryfikowana z wynikami doświaczenia przemysłowego.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.