Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effects of manufacturing methods and production routes on residual stresses of rectangular and square hollow steel sections: a review

Abathun Mehari Zelalem, Han Jingtao, Yu Wang

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 3

246--264

EN

Rectangular and square hollow steel sections can be manufactured using either a “direct forming” or an “indirect forming” method. The production route for both “direct forming” and “indirect forming” techniques can be conducted at room temperature (cold forming) or elevated temperature (hot forming). It might also start by forming at room temperature and subsequently followed by heat treatment (hot-finishing). The manufacturing method and production route choice cause the final products that are roll-formed from the same material to possess different mechanical properties. One of the main reasons for the disparity of mechanical properties is the variation of residual stress induced during forming processes. In this paper, available numerical and experimental studies of different rectangular and square steel hollow sections manufacturing methods and production routes on residual stresses are comprehensively reviewed. Furthermore, studies on the effects of roll-forming parameters on product quality and residual stresses are integrated. Moreover, future research activities aiming to manufacture residual stresses-free rectangular and square hollow sections are recommended.

2

FEM simulation of material strain in corner of forming tap during cold thread shaping

Czarnecki Henryk, Tubielewicz Krzysztof, Zaborski Andrzej, Tagowski Michał, Michalczuk Hubert

Tribologia

|

2019

|

nr 6

5--16

EN

The paper presents a computer simulation of the influence of the corner construction of a forming tap on the tool material strain. The obtained visual representation is presented of the course of thread groove formation and the distribution of stresses and deformations in the workpiece and tool. The obtained operational stress distributions allow the observation of places with maximum loads and thus exposed to accelerated wear. This helps to select the most advantageous outline for the tool adapted to the specific application in the technological process without the need for long-term operational tests.

PL

W opracowaniu przedstawiono symulację komputerową wpływu konstrukcji naroża gwintownika wygniatającego na wytężenie materiału narzędzia. Otrzymano wizualne przedstawienie przebiegu powstawania bruzdy gwintu i rozkład naprężeń i odkształceń w materiale obrabianym i narzędziu. Otrzymane rozkłady naprężeń eksploatacyjnych pozwalają na obserwację miejsc maksymalnie obciążonych a tym samym narażonych na przyspieszone zużycie. Pomaga to wybrać zarys najkorzystniejszy dla narzędzia przystosowany do konkretnego zastosowania w procesie technologicznym bez konieczności długotrwałych badań eksploatacyjnych.

3

Efekt sprężynowania belki zderzaka samochodu osobowego dla metody formowania na zimno i na gorąco

Bałon Paweł, Świątoniowski Andrzej, Rejman Edward, Kiełbasa Bartłomiej, Smusz Robert, Szostak Janusz, Kowalski Łukasz

Mechanik

|

2019

|

R. 92, nr 7

426--429

PL

Aby sprostać rosnącym wymaganiom dotyczącym przemysłu samochodowego, wprowadzanym przez dyrektywy i wytyczne Unii Europejskiej w zakresie zwiększania bezpieczeństwa i obniżania limitów emisji dwutlenku węgla, firmy z branży motoryzacyjnej wdrażają nowe materiały i technologie produkcji. Prym wiodą dwa trendy w wytwarzaniu elementów karoserii: tłoczenie na zimno stali o wytrzymałości na rozciąganie Rm do 1600 MPa oraz tłoczenie na gorąco stali o wytrzymałości Rm do 1800÷2000 MPa. Najwięksi europejscy producenci części samochodowych stanęli przez wyzwaniem związanym z projektowaniem i wytwarzaniem narzędzi do tłoczenia na gorąco. Jest to jedna z najnowocześniejszych technologii tłoczenia wdrażana od kilku lat w innowacyjnych zakładach w Europie i USA. Projektowanie, badania i testy tego typu narzędzi są realizowane przez firmy o zaawansowanych możliwościach produkcyjnych. Zastosowanie tego typu technologii zwiększa poziom innowacyjności produktów ze względu na know-how, jakim dysponują firmy dla tak skomplikowanych narzędzi, pomimo że koszty narzędzi znacznie przekraczają koszty standardowych tłoczników. Konkurencja na rynku europejskim w produkcji części w procesie hot forming nie jest jeszcze duża.

EN

In order to meet the increasing requirements introduced by European Union directives and guidelines for the automotive industry, in the area of increasing safety while constantly reducing carbon dioxide emission limits, companies in the automotive industry implement new materials and new technologies for production. Currently, two trends are propagated in the way of manufacturing car body elements: the cold forming process of steel with a tensile strength Rm up to 1600 MPa and the hot forming process of steel with a strength Rm of up to 1800÷2000 MPa. The largest European manufacturers of car parts must meet the design and manufacture of hot forming tools. It is one of the most modern pressing technologies implemented for several years in innovative plants located both in Europe and the USA. Designing and testing of this type of tools are carried out by companies with advanced technological production capabilities. The use of this type of technology increases the level of product innovation, due to the know-how of companies for such complex tools, despite the fact that the costs of tools significantly exceed the costs of standard dies. The competition on the European market in the production of parts in hot forming process is not so large at the moment.

4

Numerical analysis of a forging process for producing a hollow ball from tube

Samołyk Grzegorz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2018

|

Vol. 12, no 3

150--157

EN

The paper presents the results of a numerical analysis (by FEM) of a new forging process for producing a hollow ball with an outside diameter of 30 mm and a wall thickness of 4.4 mm. It was assumed that the ball forging would be cold formed from hollow billet (tube) made of 19MnCr5 steel. The effect of billet dimensions (diameter, height and wall thickness) on the forming process was investigated, which led to identification of basic shape defects and determination of the billet dimensions required for producing balls of the desired geometry. The ball forming conditions, including force parameters of the process, are thoroughly investigated.

5

Koiter asymptotic analysis of thin-walled cold-formed steel members

Ungureanu V., Dubina D., Crisan A., Madeo A., Zagari G., Zucco G., Zinno R.

Acta Mechanica et Automatica

|

2015

|

Vol. 9, no. 4

245--251

EN

An imperfection sensitivity analysis of cold-formed steel members in compression is presented. The analysis is based on Koiter’s approach and Monte Carlo simulation. If the modes interaction is correctly accounted, than the limit load and the erosion of critical buckling load can be easily evaluated. Thousands of imperfection can be analysed with very low computational cost and an effective statistical evaluation of limit performance can be carried out. The analysis is done on pallet rack uprights in compression, based on an intensive experimental study carried out at the Politehnica University of Timisoara.

6

Effect of cold deformation to transformation temperatures of Ni-Ti shape memory alloys

Yildiz C., Kucukyildirim B. O., Akdogan Eker A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2014

|

Vol. 66, nr 1

37--44

EN

Purpose: of this paper is to predict the effect of cold deformation to transformation temperatures of Ni–Ti SMA and clarify the relation between cold forming ratio and the parameters of thermo mechanical process. Design/methodology/approach: 25% and 50% cold formed Ni–Ti wire specimens are investigated for defining the relation between the ratio and the parameters of thermo mechanical processes of without annealing and with annealing at 450°C for 30 minutes and 600°C for 30 minutes. Moreover, Differential Scanning Calorimeter (DSC) measurements are applied to the specimens for obtaining the transformation temperatures. Findings: According to DSC measurements, start and finish temperatures of transformation of austenite, martensite and rhombohedral phases are calculated. Hence, their changes are related to deformation and annealing, so it can be implied that cold deformation process leads to increases in the temperature ranges, slow occurrences of transformation and also the shape memory property lowers. Research limitations/implications: It is observed that some specimens exhibit rhombohedral phase transformation and this affects the martensite phase transformation temperatures and results. Thus, annealing time can be increased to determine both positive and negative effect to transformation properties for further research. Moreover, the grainsize and form may also be effective, so this case should be studied. Practical implications: can be stated as suitable transformation temperatures must be paid attention to desired service temperatures of products those are made of Ni–Ti SMAs, otherwise they may exhibit unexpected shape change due to the affected transformation temperature. Originality/value: is that Ni–Ti SMAs may be exposed to cold deformation when they are manufactured for being given any product shape, so with this research it can be determined that if their transformation temperatures change or not. Besides, it can be implied that they change and so this study presents the changes, the intervals of start and finish temperatures relevant to the cold forming ratio.

7

Doubly corrugated cold-formed arch roof panels. Advanced identification of geometrical and material properties

Walentyński R., Cybulski R., Mazurkiewicz J.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2013

|

Vol. 6, no. 1

33--47

EN

In present days, modern building structures become much lighter than several years ago. Very often those buildings are constructed using steel thin-walled structural elements. Their shape is obtained during cold-forming prefabrication process. Such elements are very thin, have smooth surfaces and possible pressed longitudinal stiffeners. The calculation methods are known for above described cases. The question is how to calculate steel thin-walled elements with large geometrical imperfections? The easiest method is to create panel’s FEM model. Due to those imperfections it is very hard to obtain a reasonable panel’s geometry model. Firstly, this paper will show a way to build panel’s accurate geometrical model based on 3D optical scanning method. Such model will be used in future numerical analyses. From this method, understanding of prefabrication procedure was also possible and some remarks are presented in here. Secondly, authors discuss the mechanical properties of steel sheet used for prefabrication of thin-walled panels including influence of cold forming. This paper is based on information presented during conference “New Trends in Statics and Dynamics of Buildings 2012” in Bratislava.

PL

W dzisiejszych czasach, nowoczesne konstrukcje budowlane stają się znacznie lżejsze aniżeli kilka lat temu. Bardzo często, konstrukcje te są budowane przy użyciu cienkościennych, stalowych elementów konstrukcyjnych. Ich kształt jest uzyskiwany podczas procesu gięcia na zimno. Takie elementy są bardzo cienkie, mają gładkie powierzchnie oraz możliwe są na ich powierzchni podłużne usztywnienia. Dla wyżej opisanych przypadków metody obliczeniowe są znane. Natomiast pojawia się pytanie, jak obliczać elementy cienkościenne z dużymi geometrycznymi imperfekcjami? Najprostszą metodą jest stworzenie modelu MES omawianego panelu. Ze względu na niedokładności geometryczne bardzo trudno jest uzyskać model geometryczny. Po pierwsze, artykuł ten pokazuje sposób budowania dokładnego modelu geometrycznego, opartego na metodzie przestrzennego skanowania optycznego. Taki model będzie wykorzystywany w przyszłych analizach numerycznych. Dzięki metodzie skanowania zrozumiano również jak przebiega proces prefabrykacji panelu i kilka uwag zostało przedstawionych w niniejszym opracowaniu. Po drugie, autorzy omawiają właściwości mechaniczne blach, używanych do prefabrykacji cienkościennych paneli, uwzględniając wpływ gięcia na zimno. Artykuł ten bazuje na informacjach przedstawionych przez autorów publikacji na konferencji “New Trends in Statics and Dynamics of Buildings 2012” w Bratysławie.

8

Stability analyses and experimental investigation of doubly corrugated steel arch panels

Walentyński R., Cybulski R.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2012

|

Vol. 5, no. 4

79--92

EN

This paper describes briefly the stability analyses of doubly corrugated thin-walled steel panels which are used as a solution for arch buildings and roofing structures. As an example of such system the ABM MIC 120 prefabrication technology is chosen where factory on wheels makes cold-formed arch steel buildings or roofs in a very short time period as self-supporting panels. The main problem of such structures lies in the lack of proper theoretical model of the element due to its complex geometry. In order to understand the panel behavior, linear and non-linear stability analyses have been carried out with the use of ABAQUS software. The achieved results are compared with preliminary compression tests performed on steel samples. The main aim of this paper is to show how the complex geometry of such panel influences the magnitude of axial compression critical force.

PL

Artykuł zwięźle przedstawia analizę stateczności podwójnie giętych elementów cienkościennych, które są używane jako rozwiązanie dla budynków i przekryć dachowych. Przykładem takiego rozwiązania jest technologia prefabrykacji elementów cienkościennych zwana ABM MIC 120, gdzie mobilna fabryka produkuje w bardzo krótkim czasie zimno gięte samonośne panele do konstrukcji budynków stalowych o kształcie łuku lub łukowych przekryć dachowych. Główny problem tej technologii leży w braku odpowiedniego modelu teoretycznego tych paneli ze względu na ich złożoną geometrię. Aby zrozumieć zachowanie się paneli pod działaniem obciążeniem, liniowe i nieliniowe analizy stateczności zostały przeprowadzone w programie ABAQUS. Uzyskane wyniki porównano z wynikami otrzymanymi ze wstępnych badań laboratoryjnych przeprowadzonych na ściskanych próbkach paneli. Głównym celem tego artykułu jest pokazanie w jakim stopniu złożona geometria panelu wpływa na wielkość siły krytycznej.

9

Linear buckling analysis with different ABM K-span arch panels

Walentyński R., Sánchez R., Cybulski R.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2012

|

Vol. 5, no. 2

79-86

EN

In this research paper a brief description of the ABM (Automatic Building Machine) technology is given which can be used as a solution for buildings and roofing structures. It is a machine on wheels that makes cold formed arch steel panels in a very short time period. This technology is commonly used by the US army to build temporary buildings and nowadays these panels are becoming more popular in the civilian life. There are two main problems connected with this technology. First is lack of proper theoretical model of the panel, and the second is that all calculations are made according to American design codes, which not always are compatible with European standards. In order to bend ABM panel as an arch, its surfaces were folded. This leads to the cross section losses in axial and bending stiffness but also gives some positive aspects. The walls of the cross-sections are less vulnerable to local buckling. In this paper the following is investigated: how each folding and corrugation improves or worsen the critical load factor in a linear local buckling analysis with the use of Robot [2]. These numerical analyses are made to better understand the corrugation influence on ABM panel.

PL

Artykuł zwięźle przedstawia technologię ABM (z j. ang. Automatic Building Machine) składającą z się z podwójnie giętych elementów cienkościennych, które są używane jako rozwiązanie dla budynków i przekryć dachowych. Jest to mobilna fabryka, która produkuje w bardzo krótkim czasie zimno gięte panele łukowe. Technologia ta jest z powodzeniem wykorzystywana przez armię USA do budowy tymczasowych budynków, a w dzisiejszych czasach zaczyna być również popularna w budownictwie cywilnym. Z technologia tą związane są dwa podstawowe problemy. Pierwszy, to brak modelu teoretycznego opisującego zachowanie elementu ABM, a drugi to obliczenia są przeprowadzane zgodnie z wytycznymi amerykańskimi, które nie zawsze są kompatybilne z normami obowiązującymi w Europie. Podczas formowania elementu ABM w łuk, powstają na jego powierzchni poprzeczne fałdowania. Fałdowania te prowadzą do strat w podłużnej i giętej sztywności, ale mogą mieć pozytywny wpływ na stateczność lokalną profilu. Artykuł ten przedstawia następujący problem: jak proces głównego gięcia oraz fałdowanie poprzeczne polepsza lub pogarsza wartość współczynnika wyboczeniowego podczas liniowej analizy wyboczeniowej w programie Robot [2]? Te numeryczne analizy są przeprowadzone, aby lepiej zrozumieć wpływ fałdowania na panel ABM.

10

Experimental research and integrated FEM modelling for sheet roof covering with thermal insulation

Ciurej H., Piekarczyk M., Pięciorak E.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2010

|

Vol. 14, nr 2

183-192

EN

FEM numerical analysis of the behaviour under loading was conducted for a coupled set elements, i.e. cold-formed Z purlins, thermal insulation and trapezoid sheets forming a roof covering. The: results gained for an integrated model built with FEM program MSC.Marc were compared with the values obtained for the true model in loading tests. A sufficient adequacy of numerical simulation was achieved.

11

The application of CVD coatings for cold forming tools

Parilak L., Beraxa P., Horejs S., Ulbrichtova M.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

757-759

EN

The cold forming tools of axis symmetrical faces are subject to abrasion, and the high demands of cohesive strength of operating surface are required. The paper deals with the possibilities of usage of CVD coatings on Chojen tooling materials with the view of lifetime and reliability increase. After the tooling material was chosen the conditions of two-layers coating (TiC +TiN) were optimized. The coating was applied on the specific tools, which were used at working conditions consequently. The lifetime and reliability of CVD coated tools compared to in common used were increased multiply.

PL

Osiowosymetryczne powierzchnie narzędzi do formowania na zimno są obiektem zużycia ściernego. Dla narzędzi tych stawiane są wysokie wymagania dotyczące sił spajania powierzchni pracujących. W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania powłok CVD dla wybranych materiałów stosowanych do tłoczenia, w celu poprawy ich trwałości eksploatacyjnej oraz niezawodności. Po tłoczeniu dobrano i zoptymalizowano warunki nanoszenia dwóch warstw - powłok TiC oraz TiN. Wybrane narzędzia na naniesionymi powłokami przetestowano w warunkach pracy. Badania wykazały wielokrotny wzrost trwałości eksploatacyjnej oraz niezawodności dla narzędzi z naniesionymi powłokami TiC oraz TiN.