Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 9

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  forming limit curve
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
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.
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.
EN
The paper presents the study of drawability of thin sheet metals made of a nickel superalloy Inconel type. The manufacturing process of axisymmetric cup – cone and a closed section profile in the form of a circular tube were designed and analyzed. In both cases, working fluid-oil was used in place of the rigid tools. The process of forming liquid is currently the only alternative method for obtaining complex shapes, coatings, and especially if we do it with high-strength materials. In the case of nickel superalloys the search for efficient methods to manufacture of the shaped shell is one of the most considerable problems in aircraft industry [1-5]. However, the automotive industries have the same problem with so-called advanced high-strength steels (AHSS). Due to this, both industrial problems have been examined and the emphasis have been put on the process of liquid forming (hydroforming). The study includes physical tests and the corresponding numerical simulations performed, using the software Eta/Dynaform 5.9. Numerical analysis of the qualitative and quantitative forecasting enables the formability of materials with complex and unusual characteristics of the mechanical properties and forming technology. It has been found that only the computer aided design based on physical and numerical modeling, makes efficient plastic processing possible using a method of hydroforming. Drawability evaluation based on the determination of the mechanical properties of complex characteristics is an indispensable element of this design in the best practice of industrial manufacturing products made of thin sheet metals.
PL
W pracy przedstawiono porównanie krzywych odkształceń granicznych dla blach ze stopów magnezu AZ31 i AZ61 odkształcanych w podwyższonych temperaturach. Badania zostały zrealizowane na specjalnie zaprojektowanym przyrządzie umożliwiającym przeprowadzenie badań w warunkach izotermicznych w temperaturach do 400˚C. Badane stopy, praktycznie nieodkształcalne w temperaturze otoczenia, można kształtować na ciepło. Wyraźną poprawę odkształcalności obserwuje się w temperaturach powyżej 200˚C. Blachy ze stopu magnezu AZ61 można stosować do tłoczenia w temperaturach powyżej 250°C, w których wykazują właściwości zbliżone do blach z miękkiej stali. Wyznaczone krzywe odkształceń granicznych mogą być zastosowane do projektowania kształtowania z wykorzystaniem metod matematycznego modelowania.
EN
The paper presents a comparison of forming limit curves for metal alloy AZ31 and AZ61 magnesium deformed at elevated temperatures. The tests were performed on a specially designed device that allows testing in close to isothermal conditions at temperatures up to 400°C. Tested alloys, practically non-deformable at ambient temperature, can be formed after heating over 200°C. Sheets of AZ61 magnesium alloy can be used for stamping at temperatures above 250°C then it exhibits properties similar to mild steel. Determined forming limit curves may he used to design forming processes by mathematical modeling methods.
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.
EN
Commercially pure titanium Grade 2 has good drawability and tensile strength of about 340 MPa. It is the most widespread grade of titanium in the industry. Grade 2 is characterized by good strength properties, low density, corrosion and external factors resistance. It is widely used in chemical, automotive and aerospace industries. In the aerospace industry titanium Grade 2 is used for production of fuselages, stringers, ventilating ducts, and many other parts. The subject of the work is the forming limit curve (FLC) widely used in industry to determine the possibility of the occurrence of draw-parts defects. FLC is determined based on the relationship between minor and major strains. It is a representation of the limit strains in the plane of the sheets, which in order to avoid cracks, cannot be exceeded during sheet - metal forming. In the study forming limit curve was determined experimentally and the results were compared with the principal strain calculated in numerical simulations. Numerical simulations of the sheet - metal forming process were prepared in the PamStamp 2G v2012 program, using the finite element method. Forming simulation was carried out for specially designed samples with different lateral cut. The results of experimental studies at a depth corresponding to crack onset were compared with numerical calculations. Distributions of principal strain were determined for all specimens. The minor and major principal strains occurring in the forming samples before rupture onset were analyzed. Based on the results of numerical investigations forming limit curve for the titanium Grade 2 was determined. In experimental studies, in order to determine the plastic deformation ARAMIS system was used that enables non-contact measurements of three-dimensional deformations. The PamStamp 2G program and ARAMIS data acquisition process allowed for analysis of deformation and determination of the values of minor and major principal strains immediately before rupture. The numerical simulations considered technically dry friction and lubrication. This approach allowed for determining the effect of lubrication on strain distributions.
PL
Technicznie czysty tytan Grade 2 charakteryzuje się dobrą tłocznością i granicą wytrzymałością ok. 340 MPa. Jest najbardziej rozpowszechnionym gatunkiem tytanu w przemyśle. Grade 2 cechuje się dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi, małą gęstością, odpornością na korozję i czynniki zewnętrzne. Powszechnie wykorzystywany jest w przemysłach chemicznym, motoryzacyjnym i lotniczym. W przemyśle lotniczym z tytanu Grade 2 wykonuje się między innymi elementy kadłubów, wsporniki, kanały wentylacyjne. Przedmiotem pracy jest wyznaczenie krzywej odkształceń granicznych (KOG), stosowanej powszechnie w przemyśle do określania możliwości wystąpienia wad wytłoczek. KOG wyznacza się w oparciu o zależność pomiędzy odkształceniami głównymi najmniejszymi i największymi. Jest to reprezentacja odkształceń głównych w płaszczyźnie blach, które aby uniknąć pęknięć wytłoczki nic mogą być przekroczone w trakcie kształtowania. W pracy wyznaczano krzywą odkształceń granicznych stosując badania doświadczalne a wyniki odkształceń głównych odniesiono do symulacji numerycznych. Symulacje numeryczne procesu tłoczenia przygotowano w programie PamStamp 2G v20l2, wykorzystującego metodę elementów skończonych. Symulację tłoczenia przeprowadzono dla specjalnie zaprojektowanych próbek o różnych wycięciach. Wyniki tłoczenia z badań doświadczalnych przy głębokości tłoczenia dla której uzyskano pękniecie porównano z obliczeniami numerycznymi. Dla wszystkich próbek wyznaczano rozkłady odkształceń głównych. Analizowano odkształcenia główne największe i najmniejsze występujące w tłoczonych próbkach przed pęknięciem. W oparciu o rezultaty badań numerycznych wyznaczono krzywą odkształceń granicznych dla tytanu Grade 2. W badaniach doświadczalnych do określenia odkształceń plastycznych zastosowano system ARAMIS, umożliwiający bezkontaktowy trójwymiarowy pomiar odkształceń. Program PamStamp 2G oraz rejestracja procesu w systemie ARAMIS pozwoliły na analizę deformacji i wyznaczenie wielkości odkształceń głównych bezpośrednio przed pęknięciem. W symulacjach numerycznych rozważano tarcie technicznie suche oraz smarowanie. Dzięki temu było również możliwe określenie wpływu smarowania na rozkłady odkształceń.
EN
The paper presents a method for determining forming limit curves based on a combination of experiments with finite element analysis. In the experiment a set of 6 samples with different geometries underwent plastic deformation in stretch forming till the appearance of fracture. The heights of the stamped parts at fracture moment were measured. The sheet - metal forming process for each sample was numerically simulated using Finite Element Analysis (FEA). The values of the calculated plastic strains at the moment when the simulated cup reaches the height of the real cup at fracture initiation were marked on the FLC. FLCs for stainless steel sheets: ASM 5504, 5596 and 5599 have been determined. The resultant FLCs are then used in the numerical simulations of sheet - metal forming. A comparison between the strains in the numerically simulated drawn - parts and limit strains gives the information if the sheet - metal forming process was designed properly.
PL
Duże znaczenie procesów tłoczenia blach w przemyśle wynika z faktu, że umożliwiają one produkcję różnych elementów od drobnej galanterii metalowej po duże elementy karoserii samochodowych i poszyciowe elementy samolotów. Ze wzrostem zapotrzebowania na wyroby tłoczone rośnie znaczenie umiejętności przewidywania zachowania się blachy podczas procesu kształtowania. W tym celu wykorzystuje się krzywe odkształceń granicznych, które stanowią granicę, powyżej której następuje pękanie wytłoczek. Najczęściej, mimo wielu trudności, krzywe odkształceń granicznych wyznacza się doświadczalnie poprzez pomiar odkształcenia materiału blachy. Chociaż dzisiaj są dostępne nowoczesne, optyczne systemy pomiarowe, to wyznaczanie krzywych odkształceń granicznych dla niektórych materiałów, takich jak: wysokowytrzymałe stopy tytanu czy analizowane w pracy wysokowytrzymałe i odporne na korozję stale stosowane w przemyśle lotniczym, nadal stanowi problem. Dlatego autorzy pracy w celu wyznaczenia KOG dla blach stalowych ASM 5504, 5596 i 5599 zdecydowali się na połączenie badań eksperymentalnych z analizą elementów skończonych. W tym celu zestaw 6 wykrojek o zróżnicowanej geometrii poddano tłoczeniu za pomocą sztywnego, półkulistego stempla aż do pojawienia się pęknięcia wytłoczek. W momencie pękania rejestrowano głębokość wytłoczenia. Następnie modelowano proces kształtowania tych wytłoczek przy użyciu metody elementów skończonych. Obliczone wartości odkształceń w momencie, gdy symulowane wytłoczki osiągały głębokość wytłoczek rzeczywistych w momencie ich pękania naniesiono na wykres odkształceń granicznych w układzie maksymalnych (oś Y) i minimalnych (oś X) odkształceń głównych. Tak wyznaczone krzywe odkształceń granicznych służą ocenie przydatności blachy do procesów tłoczenia.
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.
9
Content available Forming limit curves for complex strain paths
EN
This paper presents results of experimental studies of forming limit curves (FLC) for sheet forming under complex strain paths. The Nakazima-type formability tests have been performed for the as-received steel blank and for the blank pre-strained by13%. Prestraining leads to abrupt change of strain path in the blank deformation influencing the forming limit curve. The experimental FLC of the pre-strained blank has been compared with the FLC constructed by transformation of the as-received FLC. Quite a good agreement has been found out. The concept of strain-path independent FLCs in polar coordinates has been verified. Two types of the polar diagrams have been considered, the first one with the strain-path angle and effective plastic strain as the polar coordinates, and the second one originally proposed in this work in which the thickness strain has been used instead of the effective plastic strain as one of the polar coordinates. The second transformation based on our own concept has given a better agreement between the transformed FLCs, which allows us to propose this type of polar diagrams as a new strain-path in dependent criterion to predict sheet failure in forming processes.
PL
W niniejszej pracy przedstawiono doświadczalne badanie granicznych krzywych tłoczności (GKT) w kształtowaniu blach przy zmiennych ścieżkach odkształcenia. Program badań doświadczalnych przedstawionych w pracy obejmował próby tłoczności metodą Nakazimy dla wstępnie wyprężonej blachy rozciągniętej jednoosiowo o 13% oraz takiej samej blachy w stanie niewyprężonym. W wyniku wstępnego wyprężenia w testach otrzymywano silnie nieliniową ścieżkę odkształcenia mającą duży wpływ na GKT. GKT dla blachy wyprężonej porównano z GKT otrzymaną poprzez odpowiednią transformację GKT dla blachy niewyprężonej. Zauważono dość dobrą zgodność między porównywanymi krzywymi. W pracy przedstawiono i zweryfikowano nową koncepcję odkształceniowych GKT niezależnych od ścieżki odkształcenia. Rozpatrywano dwa rodzaje biegunowych wykresów GKT, w pierwszym przypadku jedna ze współrzędnych biegunowych było efektywne odkształcenie plastyczne, natomiast w drugim przypadku wykorzystano odkształcenie po grubości blachy zamiast efektywnego odkształcenia plastycznego. W drugim przypadku, stanowiacym oryginalna koncepcje zaproponowana w tej pracy, przetransformowane krzywe GKT dla różnych ścieżek odkształcenia wykazuja lepsza zgodność, co pozwoliło nam zaproponować ten rodzaj wykresu biegunowego jako nowe niezależne od ścieżki odkształcenia kryterium tłoczności blach.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.