Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelling of Plastic Flow Behaviour of Metals in the Hot Deformation Process Using Artificial Intelligence Methods

Mrzygłód Barbara, Łukaszek-Sołek Aneta, Olejarczyk-Wożeńska Izabela, Pasierbiewicz Karolina

Archives of Foundry Engineering

|

2022

|

Vol. 22, iss. 3

41--52

EN

Hot deformation of metals is a widely used process to produce end products with the desired geometry and required mechanical properties. To properly design the hot forming process, it is necessary to examine how the tested material behaves during hot deformation. Model studies carried out to characterize the behaviour of materials in the hot deformation process can be roughly divided into physical and mathematical simulation techniques. The methodology proposed in this study highlights the possibility of creating rheological models for selected materials using methods of artificial intelligence, such as neuro-fuzzy systems. The main goal of the study is to examine the selected method of artificial intelligence to know how far it is possible to use this method in the development of a predictive model describing the flow of metals in the process of hot deformation. The test material was Inconel 718 alloy, which belongs to the family of austenitic nickel-based superalloys characterized by exceptionally high mechanical properties, physicochemical properties and creep resistance. This alloy is hardly deformable and requires proper understanding of the constitutive behaviour of the material under process conditions to directly enable the optimization of deformability and, indirectly, the development of effective shaping technologies that can guarantee obtaining products with the required microstructure and desired final mechanical properties. To be able to predict the behaviour of the material under non-experimentally tested conditions, a rheological model was developed using the selected method of artificial intelligence, i.e. the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS). The source data used in these studies comes from a material experiment involving compression of the tested alloy on a Gleeble 3800 thermo-mechanical simulator at temperatures of 900, 1000, 1050, 1100, 1150oC with the strain rates of 0.01 - 100 s-1 to a constant true strain value of 0.9. To assess the ability of the developed model to describe the behaviour of the examined alloy during hot deformation, the values of yield stress determined by the developed model (ANFIS) were compared with the results obtained experimentally. The obtained results may also support the numerical modelling of stress-strain curves.

2

Tłoczenie blach za pomocą narzędzi wytwarzanych z tworzyw sztucznych

Zimniak Zbigniew, Kosmatka Magdalena

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2021

|

nr 5-6

38--41

PL

W artykule przedstawiono proces kształtowania blach metodą głębokiego tłoczenia z wykorzystaniem nowatorskich narzędzi wykonanych z tworzyw sztucznych za pomocą druku 3D. W celu wyboru najlepszego wariantu narzędzi wykonano symulacje numeryczne przeprowadzone metodą FEM oraz badania doświadczalne. Najlepsze wyniki tłoczenia uzyskano dla narzędzi wykonanych metodą drukowania z tworzywa PLA. Tak wyprodukowane narzędzia dają obiecujące wyniki, szczególnie dla mało- i średnioseryjnej produkcji wytłoczek.

EN

The article presents the process of forming sheets using deep stamping with novel tools made of plastic with the use of 3D printing. Numerical simulations by FEM and experimental tests were performed to select the best tool. The best stamping results were obtained for PLA tools made by printing. Such tools produce promising results, especially for shortand medium-run production of diestampings.

3

Investigation of acoustic-plastic constitutive modeling based on Johnson-Cook model and numerical simulation application

Wang Xingxing, Qi Zhenchao, Chen Wenliang

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 2

605--620

EN

In this paper, a modified acoustic-plastic Johnson–Cook model for Ti–45Nb alloy was established, which can be used to reveal the metallic deformation behavior under ultrasonic vibration-assisted (TUV) forming. First, the experiments of traditional compression and TUV compression were carried out, the influence of vibration amplitude on yield strength, strain hardening coefficient and index, and strain rate hardening coefficient. The yield strength reduction is caused by the acoustic softening effect. The yield strength and strain hardening coefficient present a negative correlation with amplitude increase, the strain hardening index and strain rate hardening coefficient present a positive correlation with amplitude increase. Further, the accuracy of the developed constitutive model was quantitatively identified, the relative coefficient is as high as 0.954, the mean absolute percentage error less than 5.42%. On this basis, a user-defined subroutine was developed to implement the numerical simulation of the TUV forming processes using the finite element method, the results of numerical simulation and experiment are in good agreement, and prediction accuracy is as high as 95.25%. Therefore, the developed constitutive model can be well revealed the material deformation behavior and provides an application guide.

4

Nitownica z modułową głowicą narzędziową

Chłosta M., Klusek K., Kobiałka J., Welc M.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2018

|

nr 2

27--33

PL

Nitowanie obwiedniowe i radialne jest jednym z głównych procesów wykorzystywanych podczas formowania połączeń nierozłącznych na zimno. W artykule opisano nitownicę o budowie modułowej umożliwiającą w łatwy sposób wymianę głowicy radialnej na obwiedniową. Przedstawiono również układ walidacji procesu nitowania poprzez jednoczesny pomiar siły i przemieszczenia oraz porównania ich przebiegu ze wzorcem.

EN

The orbital and radial riveting is one of the metal forming processes which enables the manufacture of products through cold working. The riveting machine with modular shape of structure was presented. The main parts of it were shown. On the end the riveting process validating criteria and subsystem used to force and displacement measurements were described.

5

Selected problems of quality assurance of FEM modeling of steel sheets forming process

Kowalik M., Trzepieciński T.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

5854-5859

EN

This paper presents the experimental and numerical results of rectangular cup drawing of deep drawing quality steel sheet. The aim of the experimental study was to analyze material behavior under deformation. The received results were further used to verify the results from numerical simulation by taking friction and material anisotropy into consideration. A 3D parametric finite element (FE) model was built using the commercial FE-package Abaqus/Standard. Frictional properties of the deep drawing quality steel sheet were determined by using the pin-on-disc tribometer. It shows that the friction coefficient value depends on the measured angle from the rolling direction and corresponds to the surface topography. The sensitivity of constitutive laws to the initial data characterizing material behavior is also presented. It is found that if the material and friction anisotropy are taken into account in the finite element analysis, this approach undoubtedly gives the most approximate numerical results to real processes.

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań eksperymentalnych i numerycznych procesu tłoczenia wytłoczek prostokątnych z blachy stalowej głębokotłocznej. Celem badań eksperymentalnych była analiza odkształceń materiału podczas jego odkształcania. Wyniki badań użyto do weryfikacji symulacji modelu numerycznego uwzględniającego anizotropię materiału oraz anizotropię tarcia. Model przestrzenny procesu zbudowano w programie Abaqus/Standard do symulacji metodą elementów skończonych. Właściwości tarciowe blach stalowej głębokotłocznej wyznaczono za pomocą tribotestera typu trzpień na tarczy. Kierunkowość topografii powierzchni blachy sprawia, że wartość współczynnika tarcia zależy od orientacji jego pomiaru względem kierunku walcowania blachy. Przedstawiono również analizę wrażliwości zastosowanego modelu materiałowego. Stwierdzono, że uwzględnienie w modelu elementów skończonych anizotropii tarcia i anizotropii materiałowej przekłada się na mniejsze wartości błędów modelu numerycznego w odniesieniu do procesu rzeczywistego.

6

Parametry siłowo-energetyczne procesu kształtowania segmentowego

Tkocz M., Grosman F.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 253

77--82

PL

W artykule scharakteryzowano proces segmentowego, objętościowego kształtowania plastycznego, który może znaleźć praktyczne zastosowanie w produkcji elementów integralnych dla przemysłu lotniczego. Przedstawiono schemat nowego, oryginalnego przyrządu pozwalającego na realizację kształtowania segmentowego na zwykłej prasie hydraulicznej. Opracowano model numeryczny, który wykorzystano do przeprowadzenia szeregu symulacji MES w celu przeanalizowania przebiegu zmian sił oraz wyznaczenia energii kształtowania modelowej odkuwki w procesie kucia segmentowego. Wykazano, że proponowany proces pozwala na wykonywanie wyrobów o dużej powierzchni i małej grubości na prasach o znacznie mniejszych naciskach niż w przypadku kucia konwencjonalnego.

EN

A bulk, incremental metal forming process has been described in the paper, having a practical application potential for manufacturing aircraft integral panels. Schematic illustration of the new, unique forming device has been presented as well. It enables conducting incremental forming on a standard hydraulic press. The numerical model has been developed and used to perform FEM simulations and to analyse press load and forming energy during incremental forming of the selected detail. It was proved that the presented forming method requires a significantly lower press load in comparison with force necessary for conventional forging of the same detail of large area and small thickness.

7

Introduction to n-body simulation of magnetorheological elastomer (MRE) microstructure forming process

Miedzińska D., Łazowski J., Boczkowska A.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 1

249-253

EN

Magnetorheological elastomers (MREs) are the materials with rheological properties which can be changed in a continuous way, rapidly and reversibly by the applied magnetic field. They are the solid analogues of magnetorheological fluids (MRFs), consisting of magnetically permeable particles (such as iron) added to a viscoelastic polymeric material prior to crosslinking. In the paper the introduction to the n-body simulation of the MRE microstructure forming process is presented. First, the basics of the n-body problem are presented as the planar three-body problem. It is well known, that the planar three-body problem is the problem describing the motion of three point masses in the plane under their mutual Newtonian gravitation. In the paper it is shown how that problem will be applied to the simulation of the phenomena that appeared when the external magnetic field is applied to the chaotically mixed iron particles in the liquid elastomer. Also the physical model of the interactions occurred in such structures are described. The assumptions shown in the paper will be then used for the development of the computer program which calculates the interactions between iron dipoles and describes the movement of the particles in the liquid elastomer under the magnetic field.

8

Wykorzystanie metody elementów skończonych do badań symulacyjnych procesu elektromagnetycznego tłoczenia blachy

Zimniak Z., Franz J.

Przegląd Mechaniczny

|

2009

|

nr 10

17-21

PL

Praca dotyczy numerycznej symulacji procesu elektromagnetycznego tłoczenia blachy. Przy wykorzystaniu osiowosymetrycznego modelu z elementów skończonych przedstawiono sposób opisu pól elektromagnetycznych oraz oddziaływania na odkształcaną blachę zmiennych w czasie sił Lorentza. Opisano algorytm transferu danych (sił i przemieszczeń węzłowych) pomiędzy modułami do obliczeń elektromagnetycznych i strukturalnych w środowisku ANSYS Multiphysics oraz sposób aktualizowania sieci MES. Prezentowane w pracy symulacje mogą być pomocne w zrozumieniu zjawisk zachodzących przy elektromagnetycznym tłoczeniu oraz w pracach nad konstrukcją nowych urządzeń przemysłowych.

EN

The paper presents simulation of electromagnetic sheet-metal forming process. Finite element axially-symmetric model was applied to electromagnetic fields description and influence of changeable in time Lorentz forces on deformed sheet of metal. Algorithm of data transfer (forces and nodal displacements) between modules assigned for electromagnetic and structural calculations in ANSYS Multiphysics was described as well as method of FEM network actualization. Simulations presented in the paper could be helpful in understanding of phenomena taking place during electromagnetic forming and in designing process of new industrial devices.

9

Zastosowanie matryc o różnej geometrii w wyciskaniu kompozytów warstwowych

Nowotyńska I.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2009

|

Vol. 58, nr 2

55-64

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych dotyczących plastycznego płynięcia dwóch różnych materiałów o układzie rdzeń - powłoka w procesie wyciskania. Przeanalizowano wpływ wybranych parametrów geometrycznych matrycy na plastyczne płynięcie kompozytów warstwowych podczas procesu wyciskania. Stosując różne udziały objętościowe składników w materiale wsadowym w jednoczesnym odkształceniu różnych materiałów, wykorzystano metaliczne materiały modelowe: ołów miękki, twardy stop ołowiu oraz komplet matryc. Na podstawie analizy zdeformowanej siatki, objętości stref plastycznych, siły wyciskania i rozkładu względnych prędkości cząstek w obszarze otworu matrycy zaproponowano najlepszą geometrię matrycy dla danego kompozytu warstwowego, biorąc pod uwagę m.in. względnie małą strefę plastyczną, bardziej jednorodne odkształcenie i stosunkowo małą siłę wyciskania. Opierając się na pomiarach siły podczas wyciskania przez matryce płaskie oraz wypukłe określono zależność maksymalnej jej wartości od kąta matrycy. Wykazano, że istnieje optymalna wartość kąta matrycy wypukłej, dla którego wartość siły wyciskania jest najmniejsza, co może stanowić kryterium wyboru najlepszej geometrii matrycy podczas wyciskania.

EN

Material flow during the extrusion strongly depends on the die design. Choice of the adequate die geometry gives the possibility of controlling plastic flow of material under condition of plastic deformation. Experimental studies of metal flow in the coextrusion of two different materials of core - sleeve system have been presented in this work. The influence of various parameters of the die on the flow pattern during extrusion of layered composite material has been analyzed. Using different volume ratios of a hard core - soft sleeve in final effect of simultaneous deformation of layered composite model materials: soft lead, hard lead alloy, and set of dies have been used. Basing on the analysis of the grid distortion, volume of the deformation zones, extrusion load and relative velocity distribution in the plastic zone and orifice region, the best convex die geometry in comparison with others has been proposed. It can be selected taking into account relatively small plastic zone, more uniform deformation and relatively small extrusion load. Possible indication of the range of the die angles for given properties of the components of the composite and process parameters have been presented. Based on the experimental study of the extrusion load using flat and convex dies, the dependence of maximal load on the angle of the die have been determined. One can observe that there exists an optimal value of the convex die angle minimizing a value of the extrusion load, what can be a criterion for looking for the adequate shape of the extrusion die.

10

Parametry procesu rozpęczania rury falowanej

Stadnik R., Kazanecki J., Szymański J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 216

133--140

PL

Rury falowane są szeroko rozpowszechnione i używane jako złącza elastyczne w wielu systemach rurowych. Jednym z takich, w którym znalazły zastosowanie to układy wydechowe pojazdów. Narażone są one na nadmierne odkształcenia lub przemieszczenia spowodowane rozszerzalnością cieplną, drganiami, nierównomiernym opadaniem elementów, itd. Dlatego zastosowane w nich rury falowane mają za zadanie pochłaniać zarówno prawidłowe jak i nie prawidłowe rozszerzanie oraz kurczenie układów wydechowych. Prawidłowe warunki procesu rozpęczania rury falowanej są niezwykle ważne i mają ogromny wpływ na własności elementu gotowego. Jest wiele czynników, które w sposób bezpośredni wpływają na jakość wyrobu końcowego. Zaliczyć można do nich m.in.: grubość ścianki rozpęczanej rury, ciśnienie wewnętrzne zadane w trakcie rozpęczania oraz przemieszczenie matryc segmentowych przy fałdowaniu. W pracy przedstawiono symulacje numeryczne procesu rozpęczania rury falowanej oraz ich doświadczalną weryfikację w warunkach przemysłowych. W trakcie symulacji numerycznych rozpatrywano najważniejsze parametry procesu oraz ich wpływ na wyrób końcowy. Gotowy element wykonany ze stali odpornej na korozję ma zastosowanie w układzie wydechowym samochodu osobowego.

EN

Bellows are widely used as a flexible joints in various piping systems. One of them are the exhaust systems of the vehicles. These elements are subjected to excessive deformation or displacement caused by thermal expansion, vibrations, non-uniform subsidence, etc. Therefore, bellows have the function to absorb regular or irregular expansion and contraction of the exhaust systems. The proper conditions of the process parameters of the bellows forming are significant and they have great influence on property of the final part. There are many factors influencing directly the quality of the finished product like wall thickness, internal pressure and the stroke of the dies used in folding. In the present study, the numerical simulations and experimental verification of the bellows forming process are shown. In the FE simulations the most important process parameters and their influence on the final product are examined. The manufactured stainless steel part has its application in the exhaust system of the car.

11

Analiza wpływu dodatku mleka na właściwości reologiczne wybranych mas stosowanych w procesie automatycznego formowania

Neryng A., Półtorak A., Wierzbicka A., Gębski J.

Inżynieria Rolnicza

|

2003

|

R. 7, nr 8

491--499

PL

Wzrost zainteresowania żywnością wygodną wiąże się z osiągnięciem przez nią dobrej, akceptowalnej jakości. Na dobre postrzeganie produktów ma wpływ wiele czynników, w tym odpowiednie proporcje składników. Celem niniejszej pracy było określenie wpływu dodatku mleka na właściwości reologiczne mas lepkosprężystych (ciasta drożdżowe) oraz wpływu zmiany dodatku mleka na proces automatycznego formowania wyrobów dwurodnych. Zakres badawczy obejmował identyfikację parametrów reologicznych oraz określenie ich dopuszczalnych zmian tak, aby mógł zajść proces automatycznego formowania.

EN

Higher interesting of convenience food is dependent not only changes in life style but also because of achiving good, accepted quality. It is many reasons which influence on the acceptance, in between, is proper ratio of ingredients. The aim of the study was the influence determination of milk amount on the reheological properties of visco-elastic fluids and their possible changes due to properlly curry on automatic forming process.

12

Możliwości powiązania parametrów procesu wytłaczania z oceną stanu warstwy wierzchniej wyrobów tłoczonych

Lenik K.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2000

|

Vol. 20, Nr 1

183-191

PL

W artykule przedstawiono niektóre wyniki prac prowadzonych w Katedrze Podstaw Techniki Politechniki Lubelskiej. Dotyczą one dwóch powiązanych ze sobą problemów. Pierwszy to ocena rzeczywistych oporów tarcia na podstawie powiązania zmian stanu warstwy wierzchniej odkształcanych blach z wpływającymi na nie parametrami procesu wytłaczania. Drugie zagadnienie to zastosowanie opracowanego programu wspomagania komputerowego do projektowania procesów wytłaczania w zakresie szybkiego doboru środków smarnych i geometrii narzędzi.

EN

This work is showing some of resultes of leading works in Department of Funda-mental Technics in Technical University in Lublin. They concern the two of reciprocal problems. The first, it is estimation the real frictional resistance through the connection charges state surface layer deforming sheel with influence on them parameters of for-ming process. The second problem, it is using elaboration programme of computing helping in project of forming process in sphere of fast selection means lubricate and tools geometry.

13

Badanie wpływu procesów kształtowania warstw wierzchnich wybranych par trących na minimalizację ich zużycia

Pasteruk T., Senatorski J., Starczewski L., Szumniak J.

Tribologia

|

1999

|

nr 6

937-949

PL

W referacie zaprezentowano wyniki badań wpływu technologicznych procesów kształtowania warstw wierzchnich wybranych par trących na minimalizacją ich zużycia. Jako skojarzenia trące wybrano: kompozyt cierny-metal, przy czym zabiegi technologiczne (typu dyfuzyjnych procesów azotujących) dotyczyły elementu metalowego - żeliwa. W wyniku zastosowanych procesów technologicznych uzyskano pozytywny efekt w postaci znacznego obniżenia zużycia sumarycznego kompozytu ciernego i metalu, a także zwiększenie wartości współczynnika tarcia.

EN

This paper present a results of investigation the influence of technological processes forming surface layers of selected friction pair for minimalization their wear. As a friction pair there were selected: frictional composite - metal, but technological operation (diffusion nitriding process type) were connected with metal element - cast iron. In a result of aplied technological processes was obtained a positive effect in the shape of significant decrease of frictional composite and metal total wear as well increase of friction coefficient value.

14

Analytical results for the diameter reduction coefficient in the longitudinal rolling process

Jezierski J., Tubielewicz K.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

1999

|

Vol. 72, nr 33

274-282

EN

The paper presents the description of a method of forming stepped shafts by longitudinal cold rolling. An inequality determining the limiting value of the formed-shaft diameter reduction during longitudinal rolling. The aim of the present paper is to determine the diameter reduction coefficient as a function of the parameters profile geometry ofundeformable roller. The method consists in cold working of shafts if symmetric cross- section by small deformations using multiple longitudinal passages. As a consequence, high roll pressures are avoided and formed shaft is not liable to breaking

PL

W pracy przedstawiono opis metody nagniatania wzdłużnego na zimno wałków stopniowanych. Wprowadzona nierówność na współczynnik indukcji średnic podczas nagniatania wzdłużnego limituje wartość indukcji. W pracy pokazano zależność na współczynnik redukcji średnic w funkcji parametrów geometrycznych nieodkształcalnej rolki. Metoda ma zastosowanie do obróbki na zimno wałków o symetrycznych przekrojach małymi deformacjami przy dużej liczbie przesuwów wzdłużnych. W konsekwencji naciski są małe i kształtowany wałek nie doznaje pęknięć jakie występuje przy dużych naciskach rolek.

15

Automatyzacja procesu formowania

Kopeć J., Wypychowski Z.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

1999

|

R. 1, nr 41

227--232

PL

Z analizy najczęściej stosowanych technologii do wykonywania form odlewniczych wynika, że technologia formowania w masach bentonitowych na wilgotno jest najczęściej stosowaną, a uwzględniając niskie koszty produkcji oraz niską szkodliwość dla otoczenia, będzie w dalszym ciągu preferowana przy seryjnej produkcji odlewów. Dobre zagęszczenie formy, jako warunek konieczny do uzyskania dobrej jakości odlewów, można uzyskać wieloma metodami jednak jedną z najbardziej efektywnych uznano wstrzeliwanie z doprasowaniem. Ta znana od wielu lat technika zagęszczania, przy odpowiednim zaprojektowaniu urządzeń wykorzystujących jej zalety i eliminujących wady, może być w dalszym ciągu z powodzeniem wykorzystywana. [...]

EN

Most of the newly introduced technologies of creating mould for castings production is connected with chemical substancies left after the production process, which are very harmfull and hard to utilize. Therefore the green sand moulding will remain the most preferable technology, especially in the serial production of castings. The automatized process in this technology, apart from increasing the efficiency of work improves the working conditions to a Jarge degree. lt eliminates the noise and vibrations which are the most common causes of industrial diseases. This technology would change foundry into a friendly work place.The process of shoot press is considered to be the most effective for the automatization. Designing a machine that would eliminate the shortcomings of this process, and fully using its adventages has allowed to create an automatic mould machine. Such machine is succesfully working in a modernized automatic moulding line FA-87 in W-68 foundries in WSK Rzeszów. As far the technology is considered the shoot press is universal and can be widety used in foundrys making the process of mould creation fully automatic and eliminating the noise and vibrations.