Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mathematical modelling of hot plastic deformation of Ti-V and Ti-Nb-V microalloyed steels

Opiela M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2015

|

Vol. 72, nr 2

69--77

EN

Purpose: The article concerns the possibility to optimize the parameters of forging process with the method of thermo-mechanical treatment of steel with microadditions of Ti and V and Ti, Nb and V by means of mathematical modelling of yield stress obtained from conducted plastometric hot compression tests. Design/methodology/approach: To describe the yield stress, rheological model proposed by C.M. Sellars was used. Based on this model, the course of experimental and theoretical stressstrain curves has been verified using a minimum of goal function, for the most accurate matching of analyzed curves of investigated steels. Numerical calculations with the method of finite element method (FEM) were performed taking into consideration test results of compression of specimens in Gleeble 3800 simulator, in a temperature range of 900-1100°C and at the strain rate of 1-50 s-1. Findings: Rheological model assumed in the study, proposed by C.M. Sellars, describing the yield stress of investigated steels with microadditions as a function of strain, strain rate and temperature, proved to be the proper and effective tool for appropriate adjustment of the course of experimental and theoretical a-s flow curves, determined in plastometric hot compression tests. The best matching accuracy of analyzed curves was determined in the work by minimum value of the goal function, which represented simultaneously the best performance of applied inverse solution of finite element method. It has been found that the best matching accuracy of analyzed a-s curves was obtained for constructional steel containing 0.28% C and microadditions of Nb, Ti and V. Practical implications: Optymalization of yield stress values on the new-developed microalloyed steels by the use of mathematical modelling. Originality/value: Obtained results allow to conclude that assumed rheological model along with coefficients, determined with the method of inverse analysis, describe satisfactorily the values of yield stress steels of studied steels.

2

Sensitivity of the inverse solution with respect to the friction factor and thermo-physical parameters of the deformed material

Szeliga D., Pietrzyk M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 8

648--651

EN

Inverse solution with the metamodel for plastometric tests is an efficient tool for identification of flow stress models. Input parameters for the metamodel include coefficients in the flow stress equation and parameters of the tests (temperature, strain rate). It means that this metamodel can be used for the materials, which do not differ in thermo-physical properties. Application of the same metamodel to various metals require accounting for the different thermal conductivity and the specific heat. The objective of the present work was determination of the sensitivity of the inverse solution with respect to thermo-physical properties of the tested material. Inverse solution was performed for different coefficients in the specific heat and conductivity equations. Sensitivity of the inverse solution with respect to these coefficients, as well as to the friction factor and heat transfer coefficient, was evaluated. The results show that, when the tests are performed in tools preheated together with a sample, the effect of thermal parameters can be neglected. Contrary, friction factor influences the results and should be introduced as a variable in the metamodel.

PL

Rozwiązanie odwrotne z metamodelem dla prób plastometrycznych jest efektywnym narzędziem identyfikacji modeli naprężenia uplastyczniającego. Parametry wejściowe metamodelu obejmują współczynniki w równaniu naprężenia uplastyczniającego i parametry prób (temperaturę, prędkość odkształcenia). Oznacza to, że określony metamodel można zastosować dla materiałów, które nie różnią się właściwościami termofizycznymi. Zastosowanie tego samego metamodelu dla różnych metali wymaga uwzględnienia różnych wartości przewodnictwa cieplnego i ciepła właściwego. Celem niniejszej pracy było określenie wrażliwości rozwiązania odwrotnego względem parametrów termofizycznych badanego materiału. Rozwiązanie odwrotne przeprowadzono dla różnych wartości współczynników w równaniach ciepła właściwego i przewodności cieplnej, jak również dla różnych czynników tarcia i współczynników wymiany ciepła. Wyniki wskazują, że w przypadku prowadzenia prób w narzędziach nagrzewanych wraz z próbką, wpływ parametrów cieplnych jest pomijalnie mały. Czynnik tarcia z kolei zaburza wyniki testów, więc powinien być traktowany w metamodelu jako zmienna.

3

Optimization of 34CrMo4 Steel Grade Properties

Zacek O., Gembalova P., Liska M., Boruta J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2008

|

Vol. 75, nr 8

516-518

EN

Inner inhomogeneities of coarse cavities type have occurred during rolling of square cross-section billets of side of which being 240 mm or 260 mm respectively from steel grade 34CrMo4 for cylinders. Due to specific technological reasons the billets are made from round cross-section continuously cast semiproduct diameter of which is 410 mm or 525 mm respectively. In this work the problem was evaluated by statistical assessment of 3-years set of previous results, by FEM simulation of levelling in continuous casting machine and by plastometric simulations.

PL

Podczas walcowania kęsów o przekroju kwadratowym o wymiarach 240 mm lub 260 mm, ze stali 34CrMo4, zaobserwowano występowanie wewnętrznych niejednorodności na przekroju poprzecznym walcowanego kęsa. Z powodu określonych przyczyn technologicznych kęsy kwadratowe wykonywane są z półwyrobów o przekroju kołowym i średnicy odpowiednio 410 mm lub 525 mm, otrzymywanych w procesie COS. W pracy przedstawiono ocenę problemu powstawania wewnętrznych niejednorodności opierając się na danych statystycznych, zebranych z procesu walcowania kęsów kwadratowych w ciągu 3 lat, a także na podstawie symulacji ciągłego odlewania stali przy zastosowaniu metody elementów skończonych (MES) oraz opierając się na próbach plastometrycznych.

4

Numerical and physical modelIing of microstructure evolution - new approach to the development and optimisation of cold rolling and annealing technology of IF steel strips

Kuziak R., Molenda R., Pietrzyk M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2008

|

Vol. 8, no 2

119-127

EN

ModelIing of cold rolling and continuous annealing of the IF steel is the objective of the paper. Experimental plastometric tests were performed to determine flow stress in the temperature range characteristic for cold rolling. Physical simulations or the annealing were performed at various heating rates to various temperatures. The kinetics of recrystallization model based on the additivity rule was identified on the basis or the experimental results. In connection with the finite element model of cold rolling, the complex model for the whole manufacturing cycle is obtained. This model can be used for optimisation of cald rolling and annealing technology of IF steel strips.

PL

Modelowanie procesu walcowania na zimno i ciągłego wyżarzania jest podstawowym celem projektu. Wykonano próby plastometryczne dla wyznaczania naprężenia uplastyczniającego w zakresie temperatur odpowiadającym walcowaniu na zimno. Przeprowadzono fizyczne symulacje ciągłego wyżarzania z różnymi prędkościami nagrzewania do różnych temperatur. Opracowano model kinetyki rekrystalizacji wykorzystujący regułę addytywności i równanie typu Avrami'ego, a współczynniki modelu wyznaczono na podstawie wyników badań doświadczalnych. Model ten został połączony z programem MES dla walcowania. Taki kompleksowy model cieplno-mechaniczno-mikrostrukturalny może zostać wykorzystany do optymalizacji procesów walcowania na zimno i ciągłego wyżarzania.

5

Testing of the inverse software for identification of rheological models of materials subjected to plastic deformation

Szeliga D., Pietrzyk M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2007

|

Vol. 7, no 1

35-52

EN

The general objective of the present work was to perform numerical tests for the inverse analysis of various plastometric tests. Uniaxial compression. plane strain compression and ring compression were investigated for different materials. The experimental results, in the form of load vs. displacement measurements carried out in two laboratories for various sampic dimensions, were used as input for inverse calculations. As a result, a large number of data was obtained and the comparison of flow stress values determined in various tests and in various laboratories was possible. The capabilities of the inverse analysis as well as the influence of the method of testing on the material properties were examined. It is shown. in general, that when the inverse analysis is applied to the interpretation of the plastometric tests, the properties of the material are insensitive to the method of testing and to the sample dimensions.

PL

Celem niniejszej pracy było wykonanie testów numerycznych opracowanego przez autorów programu do analizy odwrotnej różnych prób piasto metrycznych. Przedstawiono w skrócie model oraz algorytm programu. W części badawczej rozważono ściskanie próbek cylindrycznych, pierścieniowych i płaskich z różnych materiałów w różnych warunkach. Wyniki doświadczeń w formie zależności siły ściskania od przemieszczenia stempla, uzyskane w różnych laboratoriach dla różnych wymiarów próbek, zostały użyte jako dane wejściowe dla analizy odwrotnej. W konsekwencji dysponowano dużą ilością danych doświadczalnych i można było porównać wyniki uzyskane w różnych laboratoriach. Na tej podstawie wyciągnięto wnioski odnośnie do możliwości analizy inverse w zakresie identyfikacji modeli reologicznych materiału oraz odnośnie do wpływu rodzaju próby plastometrycznej na uzyskane wartości naprężenia uplastyczniającego. Wykazano, że kiedy wyniki prób plastometrycznych interpretuje się metodą analizy odwrotnej, wtedy wyznaczone własności materiału są niewrażliwe na rodzaj próby i na wymiary próbki.

6

Próby plastometryczne stopu na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl

Kupka M.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

788-790

PL

Przedstawiono wyniki prób skręcania na gorąco stopu Fe40Al5Cr0,2Mo0,2Zr0,02B otrzymanego metodą indukcyjnego topienia. Próby prowadzono na plastometrze typu Sataram w zakresie temperatur 1123-1273 K, przy prędkościach odkształcania 0,06, 0,24, 0,48 i 2,42 s do -1, zbliżonych do stosowanych w procesach przeróbki plastycznej. Zaobserwowano zjawisko nadplastyczności w badanym stopie. Kształt uzyskanych krzywych płynięcia wskazywał na wystąpienie rekrystalizacji dynamicznej podczas nadplastycznego odkształcania. Potwierdziły to wyniki badań struktury stopu. Obserwowano również oznaki dynamicznego zdrowienia. Wyznaczona wartość energii aktywacji Q=343 kJ/mol potrzebnej do zapoczątkowania rekrystalizacji dynamicznej jest bliska do energii aktywacji dyfuzji aluminium w fazie FeAl. Na podstawie otrzymanych wyników należy stwierdzić, że odlany stop na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl może być przerabiany plastycznie na gorąco przez nadplastyczne kształtowanie.

EN

The results of hot torsion tests of the Fe-40Al-5Cr-0.2Mo-0.2Zr-0.02B alloy obtained by means of the inductive melting method, have been presented. Tests were carried out using a Sataram plastometer in the temperatures range of 1123-1237 K, under a deformation speed of 0.06, 0.24, 0.48 and 2.42 s to the -1 close to speed values applied in a plastic working. An effect of the superplasticity in the tested alloy was observed. A shape of obtained flow curves indicated an occurrence of the dynamic recrystallization during the superplastic deformation. It was also proved in the alloy structural investigations. Symptoms of a dynamic recovery were also observed. The evaluated value of the activation energy of Q=343 kJ/mol indispensable to the dynamic recrystallization initiation was close to the activation energy of an aluminium diffusion in the FeAl phase. On the ground of obtained results it has been found that the tested alloy based on the intermetallic phase FeAl can be hot-worked applying a superplastic forming.

7

Filtrowanie danych pomiarowych przy wykorzystaniu analizy falkowej i sztucznych sieci neuronowych

Talar J., Rauch Ł., Kusiak J.

Informatyka w Technologii Materiałów

|

2003

|

T. 3, Nr 3-4

180--188

PL

Niniejsza praca stanowi próbę analizy danych pomiarowych prób spęczania obarczoych różnego rodzaju szumami pomiarowymi. Do filtrowania wykorzystano nowoczesna narzędzia, do których zaliczyć można analizę falkową oraz sztuczne sieci neuronowe. Przedstawione na rysunkach 3-8 wyniki filtrowania dowodzą, że analiza falkową oraz sztuczne sieci neuronowe charakteryzują się dużą skutecznością filtrowania danych pomiarowych obarczonych sygnałem zakłócającym w postaci szumu pomiarowego. Analiza danych dotyczyła pomiarów przeprowadzonych w próbie spęczania dla różnych materiałów (stal austenityczna, stal do pracy w niskich temperaturach) i dla różnych wartości temperatury i prędkości odkształcenia. W każdym z rozważanych przypadków badane metody okazały się efektywnymi narzędziami filtrowania danych. Odfiltrowane w ten sposób dane mogą być użyteczne do wykorzystania w obliczeniach analizy odwrotnej, mającej na celu optymalne dopasowanie modelu matematycznego opisującego krzywą umocnienia odkształcanego metalu. Uzyskane wyniki potwierdzają przydatność obu technik do filtrowania danych pomiarowych i stanowią kolejny przykład możliwości wykorzystania sztucznych sieci neuronowych do rozwiązywania złożonych problemów z dziedziny inżynierii materiałowej. Filtrowanie danych pomiarowych z wykorzystaniem omówionych metod jest bardziej obiektywne w stosunku do klasycznych metod filtrowania, wymagających subiektywnego założenia wartości pewnych parametrów od których uzależniony jest efekt końcowy filtrowania. Kierunki dalszych badań winny być skierowane w stronę oceny błędów filtrowania. Odfiltrowane dane pomiarowe mogą być następnie wykorzystane w analizie odwrotnej, celem wyznaczenia optymalnych parametrów opisujących model odkształcanego materiału na podstawie wyników z prób plastometrycznych.

EN

The analysis of experimental measurements is sometimes difficult, if the registered data are superimposed be noisy signals. The source of such noise is often the improper sensitivity calibration of measuring devices. Sometimes, such data are even useless for the further analysis. Therefore, the goal of the present paper is an attempt of application of two different filtering techniques, including the artificial intelligence methods (artificial neural networks) to the filtering of the noisy experimental data. Examples of filtering results using described techniques are presented.