Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Shape accuracy in single point incremental forming of conical frustums from titanium CP2 sheets

Szpunar Marcin, Balcerzak Maciej, Żaba Krzysztof

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2022

|

z. 94

63--75

EN

This paper presents frustum cone drawpiece analysis made of titanium CP2 sheet by a single incremental sheet forming. Central composite design has been adopted to carry out an experiment containing 20 runs, then multi-criteria parameter optimization has been done. Optimal parameters have been validated and responses deviations do not exceed 4% compared to created models. For the drawpiece formed with optimal parameters, AGRUS optical measurement and X-ray tomography has been applied to check the obtained of the part wall thickness and general deviations compared to the CAD model. The wall angle discrepancy of the cone generatrix has also been analyzed. No gaps or ruptures have been confirmed by X-ray. The blank rolling direction has a significant effect on the drawpiece deviations. The measurement results showed deviations of the drawpiece wall angle +0.27°/- 0.06°, sheet thickness on the cone +0.012/-0.04 mm and +0.151/-0.096 mm from the reference CAD geometry.

PL

W pracy przedstawiono analizę wytłoczek w kształcie stożka ściętego wykonanego z blachy tytanowej CP2 metodą jednopunktowego przyrostowego kształtowania. Do przeprowadzenia eksperymentu obejmującego 20 przebiegów przyjęto centralny plan kompozycyjny, następnie dokonano wielokryterialnej optymalizacji parametrów. Dokonano walidacji optymalnych parametrów, a uzyskane wyniki nie przekraczają 4% w odniesieniu do stworzonych modeli. Dla wytłoczki uformowanej z optymalnymi parametrami zastosowano pomiar optyczny AGRUS oraz tomografię rentgenowską w celu sprawdzenia uzyskanej grubości ścianki wytłoczki i odchyłek w porównaniu z modelem CAD. Przeanalizowano również rozbieżność kątów ścian tworzących stożka. Za pomocą skanu rentgenowskiego potwierdzono brak szczelin i pęknięć wytłoczki. Kierunek walcowania półfabrykatu ma istotny wpływ na odchyłki. Wyniki pomiarów wykazały odchylenia kąta ścianki wytłoczki +0,27/-0,06°, grubości ścianki na stożku +0.012/-0.04 mm oraz +0.151/-0.096 mm od geometrii referencyjnej CAD.

2

Zastosowanie sieci neuronowych do analizy sprężynowania blach (po gięciu)

Trzepieciński Tomasz

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2021

|

nr 5-6

26--34

PL

Sprężynowanie jest krytycznym zjawiskiem w projektowaniu i analizie procesu formowania blach. Dokładne przewidywanie wartości sprężystych odkształceń materiału po zdjęciu obciążenia pozwala na korektę kształtu narzędzi kształtujących, uwzględniając kompensację odkształceń sprężystych giętych wyrobów.

3

Numerical analysis of the V-die bending proces of the zinc coated DC01 steel

Miksza Mateusz, Bohdal Łukasz, Kośka Katarzyna

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2021

|

Vol. 5, No 2

87--94

EN

This paper presents an FEM analysis of the V-die bending process of a zinc plated DC01 steel. The article presents a new approach to the analysis of the coated sheets bending process as simulation studies are not commonly used in this field, and most investigations concern experimental analyses. The process is analyzed in terms of maximum plastic strain and the reaction force on the punch. An analysis of the spring-back phenomenon was conducted. This paper shows the model preparation process as well as the results achieved and their interpretation. It has been shown that the coating layer thickness affects the bending reaction force acting on the punch as well as the scale of the springback phenomenon. The magnitude of the maximum plastic strain is also affected by the coating thickness.

4

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.

5

Modelowanie numeryczne zjawiska sprężynowania blach stalowych nierdzewnych za pomocą programu DynaForm

Malinowski T., Peja T., Trzepieciński T., Stachowicz F., Nowotyńska I.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 8

351--356

PL

Celem artykułu jest numeryczne przewidywanie sprężynowania blach stalowych nierdzewnych. Badania eksperymentalne procesu gięcia zrealizowano za pomocą stempla walcowego, który pozwalał na pomiar wartości sprężynowania blachy AMS 5604. Symulacje numeryczne metodą elementów skończonych przeprowadzono za pomocą programu DynaForm. Symulacje przeprowadzono dla warunków temperatury otoczenia (20°C) i temperatury podwyższonej do 500°C. Wyniki badań numerycznych zostały porównane z wynikami eksperymentów. Wartość współczynnika sprężynowania blach ulega zmniejszeniu ze wzrostem wartości kąta gięcia. Ponadto, podczas procesu gięcia w analizowanych wartościach temperatury zaobserwowano nieliniową zmianę wartości grubości blachy wzdłuż szerokości próbki.

EN

The aim of this paper is numerical prediction of springback of stainless steel sheets. The experimental tests of bending process were carried out using cylindrical bending tests which allows to measure the value of AMS5604 steel sheet springback. The numerical simulations by finite element method of the cylindrical bending tests were conducted using DynaForm program. The simulations were conducted at the ambient room temperature (20°C) and at temperature of 500°C. The numerical results were compared with the experimental ones. The results indicated that the value of springback coefficient of the sheet decreases with the increasing of bending radius. Furthermore, during the bending process at analyzed temperatures the non-linear variation in sheet thickness on the width of the specimen is observed.

6

Springback problems in cold forming of auto-body steel sheets

Trzepieciński T., Kowalik M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

6290--6296, CD 2

EN

The article presents the results of experimental and finite element analyses of springback prediction of DC04 deep-drawing steel sheets. The amount of springback in sheets at different bending angles has been obtained by “V” shaped bending die. Furthermore, the possibility to predict the springback of anisotropic sheets we studied numerically. The numerical models built in ABAQUS FE-package have taken into consideration material anisotropy, friction conditions and strain hardening phenomenon of sheet material. The FEM results were verified by experimental investigations in which we studied effect of sample orientation and punch stroke on the springback amount. Furthermore, the optimal mesh density of FE model has been found. The anisotropic properties of sheets implicate the change of the springback coefficient value, but this effect is less visible in FE results than ones determined experimentally. The increase of punch stroke, during testing anisotropic sheets, causes the increase of the plastic zone through the sheet thickness in middle part of the sample which implies the decrease of springback coefficient.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych oraz analiz metoda elementów skończonych przewidywania sprężynowania blach stalowych głębokotłocznych DC04. Wartość sprężynowania blach dla różnych promieni gięcia otrzymano podczas gięcia blachy w matrycy o kształcie „V”. Możliwość przywidywania sprężynowania blach anizotropowych zbadano numerycznie. W modelu numerycznym zbudowanym w programie ABAQUS uwzględniono anizotropię materiałową, warunki tarcia oraz zjawisko umocnienia odkształceniowego materiału blachy. Wyniki MES zweryfikowano na podstawie badań eksperymentalnych, w których analizowano wpływ orientacji próbki i zagłębienia stempla na wartość sprężynowania. Ponadto, określono optymalną gęstość siatki w modelu MES. Anizotropowe właściwości badanych blach powodują zmianę wartości współczynnika sprężynowania, z tym, że efekt ten jest w mniejszym stopniu widoczny w wynikach MES, aniżeli w wynikach otrzymanych eksperymentalnie. Wzrost zagłębienia stempla, podczas badania blach anizotropowych, powoduje niejednorodny na szerokości próbki wzrost obszaru uplastycznionego implikując zmniejszenie wartości współczynnika sprężynowania.

7

Springback Compensation in Cold Forming Process for High Strength Steel

Bałon P., Świątoniowski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2471--2478

EN

Process of metal forming in automotive parts construction becomes more and more demanding due to tightened up tolerance and trials to realize very complex and in many cases unworkable design in mass production. Moreover it is required to cut and limit costs of die production and simultaneously keep high quality. Furthermore, construction elements are more often produced from materials which belong to High Strength Steel or Ultra High Strength Steel. Application of this kind of materials considerably reduces construction mass due to high durability. Nevertheless, it results in appearance of springback effect. Springback value depends mainly on used material as well as part geometry and in extreme cases deviation value from target part might reach in some areas high level. Reduction of implementation time, development of metal components and greater restrictions about designing and producing stamping tools generate extra costs. Designing of dies requires using of appropriate Finite Element Method software to make them more economic and less time-consuming. Therefore analysis of forming process alone is not enough to be taken into account. During the design process it is needed to include the die compensation to reach optimized blank sheet. Prediction of springback effect by tryout method and then correction of deviation is difficult arduous and painstaking. Virtual compensation methods make it possible to receive precise result in a short time. This way gives a huge economic advantage eliminating useless milling and allows to produce of die just in time. Optimization process can relate to individual operation as well as take into consideration intermediate stages in the final result, at the same time increasing the accuracy. Die compensation with software application was experimentally verified by prototype die. Quality requirements regarding products of sheet stamping process are very high due to the technologies of automatic assembly of formed components. Springback, as the main source of drawpieces inaccuracy, is the function of material data, shape of tools and process parameters. Therefore, springback deformation becomes critical problem especially for AHSS steel when the geometry is complex. Hence, it is necessary not only to find springback effect value but also include it during early stage of designing by tooling designers.

PL

Proces przeróbki metalu w produkcji elementów konstrukcji samochodów staje się coraz bardziej wymagający ze względu na zaostrzenie tolerancji oraz próby urzeczywistnienia bardzo złożonego kształtu w produkcji masowej. Do tego należy dodać ograniczenia i cięcia kosztów narzędzi formujących. Coraz częściej elementy konstrukcyjne wytwarzane są z materiałów należących do grupy Ultra High Strength Steel. Zastosowanie tego typu materiałów znacznie obniża masę konstrukcji ze względu na dużą wytrzymałość, jednak kosztem dużego wpływu na sprężynowanie. Wartość sprężynowania przede wszystkim zależy od zastosowanego materiału oraz geometrii części, a w skrajnych przypadkach odchyłka od nominału może wynosić lokalnie nawet kilkanaście milimetrów. Redukcja czasu realizacji i rozwój metalowych komponentów oraz coraz większe restrykcje dotyczące projektowania i produkowania narzędzi tłoczących generują dodatkowe koszty. Przewidywanie efektu sprężynowania metodą prób i błędów, a następnie korekcja dewiacji jest bardzo trudna oraz pracochłonna. Metody kompensacji numerycznej pozwalają otrzymać dokładny rezultat w stosunkowo krótkim czasie. Daje to dużą przewagę ekonomiczną, eliminując dodatkową obróbkę oraz pozwala na terminowe wykonanie narzędzia. Proces optymalizacji jest funkcją, która może odnosić się zarówno do poszczególnych operacji, jak i również uwzględniać etapy pośrednie w końcowym rezultacie, tym samym zwiększając dokładność. Wymogi jakościowe odnośnie produktów procesu tłoczenia blach są bardzo wysokie ze względu na technologie automatycznego montażu tłoczonych komponentów. Sprężynowanie, jako główne źródło niedokładności wytłoczek, jest funkcją danych materiałowych, kształtu narzędzi i parametrów procesu. Dlatego też, deformacja sprężynowania staje się krytycznym problemem, przede wszystkim dla stali UHSS przy złożonej geometrii części. Stąd też konieczne jest nie tylko znalezienie wielkości efektu sprężynowania, ale i jego uwzględnienie podczas wczesnego etapu projektowania przez projektantów narzędziowych.

8

Analiza kompensacji sprężynowania skrętnego w MES

Bałon P., Świątoniowski A.

Mechanik

|

2014

|

R. 87, nr 2

90--92

PL

Tłoczenie na zimno, szczególnie stali o podwyższonych właściwościach mechanicznych, wiąże się z problemami ze sprężynowaniem. Problem ten pojawia się nie tylko podczas kontroli jakości części, ale przede wszystkim podczas łączenia formowanych części w podzespoły. Z tego względu większość narzędzi tłoczących wymaga kompensacji tego efektu, co nie zawsze można wykonać w konwencjonalny sposób. W przypadku np. sprężynowania skrętnego kompensacja narzędzia wymaga efektywnych metod, gdyż nawet najbardziej doświadczeni konstruktorzy nie są w stanie przewidzieć charakteru oraz wielkości sprężynowania. W pracy badano sprężynowanie, które może być redukowane poprzez zmianę koncepcji formowania oraz kształtu wsadu. Istotne znaczenie ma zastosowanie takich koncepcji, jak: standardowe tłoczenie, crash forming czy rozdzielenie formowania na dwie operacje. Niektóre problemy ze sprężynowaniem skrętnym mogą ujawnić się dopiero podczas testów narzędzia, co generuje dodatkowe koszty.

EN

Cold pressing, particularly steel with improved mechanical properties associated with problems with seat suspension. This problem occurs not only in the quality control of the parts, but most of all when connecting components molded parts. For this reason, most of the pressing tools require compensation of this effect, which can not always be performed in a conventional manner. For eg. Torsional spring cutter compensation requires effective methods, as even the most experienced designers are not able to predict the nature and size of the spring. In this study, springback, which can be reduced by changing the concept of the formation and the shape of the charge. It is important to apply concepts such as standard stamping, forming crash or separation forming two operations. Some problems with the seat suspension torsion can appear only during testing tool, which generates additional costs.

9

Experimental and numerical analysis of springback prediction in U-bendings of anisotropic sheet metals

Slota J., Jurčišin M., Dvořák M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 85[288], nr 4

525--533

EN

Springback is one of the most important problems that should be taken into consi-deration during design of sheet metal forming process with the increasing application of advanced high strength steels and light-weight alloys. The degree of springback experienced with the latest generation materials is so high, and the materials so strong, that it is not possible to eliminate the springback in the prototyping. It becomes mandatory to compensate for springback as part of the draw die design, which is usually carried out through numerical simulation. The springback behavior of three categories of sheet steels (TRIP, HSLA and mild steel) with thicknesses ranging from 0.75 to 0.85 mm was investigated by means of the cyclic U-bending test. This phenomenon can be defined as an elastically-driven change of shape of the deformed part upon removal of external loads. Steel sheets were bent on the two different die radii and after first cycle were bent reverse. The influence of die radius on amount of springback of the steels was considered. Value of the springback angle change after the first and second cycle was measured. The change of values of angles between cycles is caused by the Bauschinger effect. This process was investigated experimentally and numerically. Numerical investigation was performed in static implicit finite element code Autoform.

PL

Sprężynowanie jest jednym z głównych problemów, które powinny być uwzględniane podczas projektowania procesów kształtowania coraz częściej stosowanych blach stalowych wysokowytrzymałych i wytwarzanych ze stopów lekkich. Stopień sprężynowania obserwowany podczas badań eksperymentalnych niedawno opracowanych gatunków materiałów jest tak wysoki, przy jednoczesnej dużej wytrzymałości tych materiałów, że nie jest możliwe wyeliminowanie sprężynowania na etapie prototypowania. Kompensacja sprężynowania jest więc obowiązkowa i jest częścią procesu projektowania narzędzia, co jest zwykle przeprowadzane za pomocą symulacji numerycznej. Badano sprężynowanie trzech gatunków blach (TRIP, HSLA i stal miękka) o grubościach od 0,75 do 0,85 mm za pomocą testu U-gięcia. Sprężynowanie może być zdefiniowane jako sprężysta zmiana kształtu odkształconej części po usunięciu obciążenia zewnętrznego. Blachy stalowe gięto za pomocą matryc o dwóch różnych promieniach. Po zakończeniu pierwszego cyklu gięcia blachy były gięte w kierunku przeciwnym. Analizowano wpływ promienia matrycy na wartość sprężynowania. Wartość kąta sprężynowania mierzono po pierwszym i drugim cyklu gięcia. Zmiana wartości kątów pomiędzy tymi cyklami jest określana jako efekt Bauschingera. Proces gięcia badano eksperymentalnie i numerycznie za pomocą programu do obliczeń metodą elementów skończonych Autoform z procedurą static implicit.

10

Analiza sprężynowania blach tytanowych w procesach gięcia

Winowiecka J.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2013

|

T. 24, nr 3

219--232

PL

W pracy zostały przedstawione rezultaty badań nad zjawiskiem sprężynowania powrotnego, występującym w procesach U- i V-gięcia. Sprężynowanie powrotne jest zdefiniowane jako geometryczna zmiana kształtu części po odciążeniu. W procesach gięcia po formowaniu materiał próbuje powrócić do swojego pierwotnego kształtu. Zjawisko sprężynowania uwarunkowane jest występowaniem odkształceń sprężystych w materiale. Sprężynowanie jest jednym z podstawowym czynników wpływających na jakość i dokładność tłoczonych części. Prawidłowe określenie sprężynowania wymaga uwzględnienia czynników, które mogą wpływać na wielkość omawianego zjawiska. Badania doświadczalne przeprowadzono dla próbek wykonanych z dwóch gatunków czystego tytanu technicznego Grade 2 i Grade 4 oraz stopu Grade 5 (Ti-6Al-4V). Dla narzędzia rzeczywistego wykonano odpowiadający mu model numeryczny, który posłużył do symulacji w programie PAMSTAMP 2G v2012. Otrzymane wyniki badań doświadczalnych porównano z wartościami uzyskanymi z obliczeń numerycznych. Na podstawie eksperymentów i symulacji numerycznych określono wpływ właściwości mechanicznych badanych materiałów oraz wybranych parametrów procesu na wielkość zjawiska sprężynowania. W pracy analizowano również wpływ metod obliczeń numerycznych na zmianę kształtu części po odciążeniu.

EN

In the paper results of studies about phenomena of springback occurring U- and V-bending process are presented. Springback is defined as geometrical change of a part after forming process is finished, when the forces from forming tools are removed. For bending processes after forming the part attempts to return to its original shape and this phenomena is caused by elastic strains occurring in the forming material. Springback is one of the fundamental factors influencing the quality and accuracy of the stamped components. Correct determination of springback requires taking into account all factors that influence it. The experimental studies were performed for specimens made of commercially pure titanium Grade 2, Grade 4, and titanium alloy Grade 5 (Ti-6Al-4V). Based on real tool the corresponding numerical model was made using program PAMSTAMP 2G v2012. The actual results were compared with values obtained from the numerical calculations. Based on experiments and numerical simulations the impact of material properties of titanium specimens on springback was determined. In the paper a significance of select the type of process solutions on change of the parts shape was investigate.

11

Kompensacja efektu sprężynowania blach stalowych w ujęciu Metody Elementów Skończonych

Bałon P., Świątoniowski A.

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 12

1030--1033

PL

W pracy przedstawiono nowatorską metodę kompensacji wielooperacyjnej narzędzia formującego oraz tnącego z wykorzystaniem innowacyjnego oprogramowania. Wcześniejsze metody uwzględniały jedynie wpływ cięcia na sprężynowanie, ale bez generowania odprężonych powierzchni dla narzędzia tnącego. Metoda ta, przy spełnieniu wielu kryteriów optymalizacji, pozwala na uzyskanie części z minimalnym wpływem sprężynowania. Zwrócono szczególną uwagę na dane materiałowe, które są użyte podczas modelowania procesu formowania materiału. Zastosowanie się do podanych wskazówek pozwala znacznie zwiększyć dokładność kompensacji, przybliżając model analizy numerycznej do rzeczywistych rezultatów.

EN

Steel structures are nowadays more and more often fabricated from steels covered in the High Strength or Ultra High Strength steel grades. Application of this kind of materials considerably reduces weight of a structure due to its increased load bearing capacity, however at a cost of considerable rise in significance of springback. The springback size effects mainly from the material grade and the part shape geometry, which in extreme cases would differ from the reference part by as much as even a dozen millimeters. Reduction of implementation time, development of metal components and greater restrictions about designing and producing stamping tools will generate extra costs. Prediction of springback effect by hit and miss method with duly following corrections is difficult and arduous. But numerical compensation methods make it possible to receive precise results within limited time. This provides for huge economic advantage eliminating extra machining tests and enable production of dies in reasonable time. Presented in this paper is an innovative method of compensation of multiple operations of both forming and blanking dies. Taken into account in the former methods was only the effect of blanking operation on springback but without generating relieved surfaces for blanking die. Satisfying many optimization criterions this method provides for production of parts under minimum springback effect condition. Particular attention is paid to the material specification data before they are used for numerical modeling of the material forming process. These recommendations, if followed, might improve compensation accuracy bringing the model of numerical analysis closer to actual effect.

12

Experimental and numerical prediction of springback in V-bending of anisotropic sheet metals for automotive industry

Slota J., Jurčišin M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2012

|

z. 84[284], nr 3

55--68

EN

Springback is a common phenomenon in sheet metal forming, caused by the elastic redistribution of stresses during unloading. It has been recognized that springback is essential for the design of tools used in sheet metal forming operations. A finite element method (FEM) code has been used to analyze the sheet metals V-bending process. In the work, three types of steels TRIP, AHSS and mild steel were used. Normal anisotropic material behavior has been considered. A contact algorithm for arbitrarily shaped rigid tools has been realized by means of accurate approach. This paper describes a robust method of predicting springback under bending and unbending of sheets. Constitutive models, aimed at predicting the final shape of the sheet after the springback by varying the setting of the operational parameters of the forming process, were discussed. The accuracy of the model was verified by comparison with results of PAM-STAMP 2G package and experimental results.

PL

Sprężynowanie jest powszechnym zjawiskiem występującym podczas kształtowania blach spowodowanym zmianą rozkładu naprężeń po zdjęciu obciążenia. Zauważono, że znajomość sprężynowania jest istotna w projektowaniu narzędzi używanych podczas operacji kształtowania blach. Program oparty na metodzie elementów skończonych (MES) został wykorzystany do analizy procesu wyginania. W badaniach wykorzystano blachy stalowe TRIP, AHSS i blachy ze stali miękkiej. Uwzględniono anizotropię normalną materiałów blach. Algorytm kontaktu dla sztywnych narzędzi o dowolnym kształcie został zrealizowany za pomocą podejścia ścisłego. W artykule opisano metodę przewidywania sprężynowania podczas gięcia i odciążania blach. Omówiono modele konstytutywne ukierunkowane na przewidywanie końcowego kształtu blachy po sprężynowaniu, przy zróżnicowanych parametrach procesu kształtowania. Dokładność modelu została zweryfikowana przez porównanie wyników obliczeń w programie PAM-STAMP 2G z wynikami eksperymentalnymi.

13

Bending force and springback characteristics of the tailor-welded 18G2A-E355 steel strips

Froń P., Strachowicz F.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2012

|

z. 84[284], nr 4

5--13

EN

In many studies a wide range of information about the bendability, failure patterns and the springback of homogeneous as well as tailor-welded sheet metal parts are presented. However, accurate prediction of the springback remains elusive, especially in the case of thick sheet metal. The purpose of this study was experimental determination of the bending force and springback coefficient of the tailor-welded 18G2A-E355 steel strips. Especially, it was focused on comparing the differences in the mechanical properties and bending characteristics between the tailor-welded strips and non-welded ones under the same experimental conditions. The set-up mounted on the testing machine, instrumentation and process control system allows the rig to operate in displacement as well as load control. The MAG method with the Argon + CO2 atmosphere was used for strips welding.

PL

W wielu opracowaniach można znaleźć znaczną liczbę informacji dotyczących możliwości gięcia, rodzaju uszkodzeń oraz sprężynowania w procesie gięcia blach jednorodnych oraz łączonych przez spawanie. Jednakże dokładne określenie wielkości powrotnych odkształceń sprężystych nadal wymaga dalszych badań, szczególnie w przypadku gięcia blach grubych. Celem prezentowanych badań eksperymentalnych było określenie siły oraz współczynnika sprężynowania podczas gięcia spawanych pasm ze stali 18G2A-E355. W szczególności skoncentrowano się na porównaniu różnic właściwości mechanicznych oraz charakterystyk gięcia blach jednorodnych oraz spawanych uzyskanych w takich samych warunkach testów. Przyrząd do gięcia zamontowany na maszynie wytrzymałościowej, czujniki oraz system pomiarowy umożliwiały rejestrację przemieszczenia oraz siły gięcia. Spawanie pasm blach przeprowadzono metodą MAG w atmosferze CO2.

14

Modelowanie numeryczne procesu gięcia owiewki tytanowej

Więckowski W., Lacki P., Adamus J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

146--150

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu kształtowania plastycznego elementu konstrukcyjnego silnika lotniczego (owiewki w kadłubie wylotu turbiny), wykonanego z blachy z tytanu technicznego (Grade 2) oraz stopu tytanu Ti-6Al-4V (Grade 5). Na podstawie wyników badań określono wartości kątów gięcia w kolejnych etapach procesu kształtowania owiewki dla przyjętych do obliczeń pozostałych parametrów, decydujących o przebiegu procesu gięcia, tj. promienia gięcia, właściwości mechanicznych giętego materiału, wielkości przemieszczenia blachy pomiędzy kolejnymi operacjami gięcia oraz grubości blachy (rys. 4). Wyznaczono wartości kątów sprężynowania materiału owiewki dla przyjętych kątów gięcia (rys. 5). Przeprowadzono analizę rozkładu odkształceń (rys. 6, 7) i naprężeń (rys. 8, 9) w kształtowanym elemencie.

EN

The study presents some numerical simulation results of the bending process of a piece of deflector, which is an aero-engine element. Two sheet titanium: Grade 2 and Grade 5 were analysed. The investigations determined the values of the bending angles for each bending stage for the following parameters, which determine the bending process, i.e. bending radius, mechanical properties of the material, sheet metal displacement between each bending stage, and its thickness (Fig. 4). The values of the spring-back angles for the deflector material were determined for the adopted bending angles (Fig. 5). Analysis of the strain (Fig. 6, 7) and stress (Fig. 8, 9) distribution in the deformed material was also carried out.

15

Analysis of spring-back during forming of the element made of AMS 5604 steel

Adamus J., Lacki P., Łyźniak J., Zawadzki M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 2

422-430

EN

Spring-back poses a serious problem during the design of the sheet-metal forming processes due to difficulties in obtaining the correct shape and dimensional accuracy of the stamped elements. Forming with blank preheating is one of the methods of prevention against spring-back effect. However, this solution involves cost increase resulting from the additional operation of material heating and necessity of material protection against oxidation. In the paper forming of an element made of AMS 5604 steel, which is a part of aircraft engine deflector, has been analysed. The work aimed at determination of the spring-back effect arising during two-time forming on deviation of the basic size of the drawn-part from nominal one. Basing on the numerical analyses an optimum yield point for the deformed material, which assures maximum deviation from the basic size lower than 0.1 mm, has been also determined. Change in the yield point value was obtained thanks to heating up of the blank material before forming.

PL

Zagadnienie sprężynowania powrotnego stanowi istotny problemem przy projektowaniu procesów kształtowania blach na zimno ze względu na trudności z otrzymaniem odpowiedniej dokładności kształtowo-wymiarowej elementów. Jednym ze sposobów eliminacji sprężynowania powrotnego jest kształtowanie z wstępnym podgrzewaniem materiału wyjściowego. Takie rozwiązanie wiąże się jednak z dodatkowymi kosztami wynikającymi z operacji nagrzewania materiału i konieczności jego zabezpieczania przed utlenianiem. W artykule analizowano kształtowanie elementu ze stali AMS 5604, stanowiącego fragment owiewki silnika lotniczego. Celem pracy było określenie wpływu skutków sprężynowania powrotnego powstającego podczas "dwukrotnego" tłoczenia na odchylenie wymiarów wytłoczki od wartości nominalnych Na podstawie analiz numerycznych określono również optymalną granicę plastyczności materiału zapewniającą otrzymanie maksymalnego odchylenia od wymiaru nominalnego mniejszego niż 0,1 mm. Zmianę wartości granicy plastyczności uzyskano poprzez podgrzanie blachy przed tłoczeniem do odpowiedniej temperatury.

16

Influence of material properties on the interaction between residual stress and springback in the case of in plane sheets forming

Nanu N., Brabie G.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2011

|

Vol. 11, no 4

979-991

EN

In the case of cold forming of sheets metal, the springback phenomenon leads to undesired effects on the geometry and dimensions of the formed parts. One of the main causes that lead and influence the intensity of this instability phenomenon is the state of stresses generated by the forming process in the deformed material. To establish an interaction between springback and distribution of stresses it must be known the law of variation of their parameters, their factors of influence and their causes. If the determination of springback parameters can be performed without difficulty, the determination of stresses variation in the case of out of plane sheet metal forming is a difficult problem because of the complexity of process, tools and part geometry. A solution of the problem can be the determination of stresses and of their interaction with springback in the case of in plane forming, the obtained model of interaction following to be extended for the case of out of plane forming of metal sheets. The present paper performs an analysis of the influence of materials on the interaction between the state of stresses generated by tensile loading and springback in the case of in plane forming by applying the principles of the three bars method.

PL

W kształtowaniu blach na zimno, zjawisko sprężynowania prowadzi do niepożądanych zmian geometrii i wymiarów wyrobu. Jedną z najważniejszych tego przyczyn jest stan naprężeń generowany przez proces deformacji blachy. Aby ustalić interakcję pomiędzy sprężynowaniem a rozkładem naprężeń znane muszą być parametry, czynniki oraz ich przyczyny. O ile parametry sprężynowania mogą zostać ustalone bez problemu to określenie zmian naprężeń w blachach nastręcza dużo problemu. W pracy przedstawiono analizę wpływu materiału na relację pomiędzy interakcję pomiędzy naprężeniami własnymi i sprężynowaniem na drodze eksperymentalnej.

17

Wpływ wybranych parametrów procesu obciągania blach na wielkość sprężynowania

Łogin W.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2010

|

z. 82 [278]

75-80

PL

W artykule przeanalizowano wpływ parametrów obciągania na zjawisko sprężynowania. Analizę przeprowadzono na podstawie wyników badań symulacyjnych wykorzystujących metodę elementów skończonych. Skupiono się na wpływie stopnia odkształcenia, grubości materiału oraz tarciu między wzornikiem a blachą na wielkość sprężynowania.

EN

This paper studies influence of stretch forming process parameters on the springback effect. Analysis was carried out based on results from finite element numerical simulation. Effect of the deformation degree, material thickness and friction coefficient between former and sheet specimen on the springback degree was taken into account.

18

Springback prediction in V-die bending: modelling and experimentation

Osman M. A., Shazly M., El-Mokaddem A., Wifi A. S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 38, nr 2

179-186

EN

Purpose: A theoretical model is developed for the air-bending process and V-die bending experiments are conducted. Based on comparisons between springback ratios predicted using the developed theoretical air bending model and the V-die bending experiments, a semi-empirical formula for predicting springback ratio in V-die bending process is suggested. The validity of this formula is verified using finite element simulations as well as comparisons with the results of two other independent sets of experiments. Design/methodology/approach: A theoretical model for air bending is developed and compared with published models. Experimental work on V-die bending is conducted. The experimental results are used in a correlation analysis to develop a mathematical expression for predicting springback ratio of V-die bending as a correction of the spring back ratio of air bending. These results are verified by comparisons with finite element simulations as well as with other independent sets of experiments. Findings: Springback ratios for V-die bending could be predicted using the developed semi-empirical formula. For a given limit of the striking (coining) force, springback ratios are affected by sheet thickness, bend radius, and material parameters. Research limitations/implications: This work suggests a methodology for the prediction of springback ratio in V-die bending. This work can be extended by studying the effect of anisotropy on the developed springback ratio. Practical implications: The developed semi-empirical formula could be practically used in determining the springback ratio for V-die bending. The selection of the sheet thickness and bend radius are critical parameters that affect springback ratios. Originality/value: A semi-empirical formula is suggested for the prediction of springback ratio in V-die bending. This is viewed as a correction of the theoretically predicted air bending springback ratios. This formula could be of help to those working in sheet metal forming industries.

19

An Invesigation Into the Influence of Blankholder Force on Springback in U-Bending

Kadkhodayan M., Zafarparandeh I.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 4

1183-1190

EN

Springback is the main defect in U-channel forming process. Applying the blankholder force is one of the ways of solving the problem. On the other hand the value of the blankholder force should be chosen carefully. In this paper the relation of the blank-holder force and final springback, taking a benchmark of NUMISHEET'93 2-D draw bending and using a commercial FEM code has been studied. The simulations are pre-formed for AA5754-O and DP-Steel. In order to probe the relation, five different values are utilized in simulations. It is found that springback increases for the middle values of the blankholder force where the stretching and bending have equal effects on the blank. The maximum required punch loads are compared for the different values of blankholder force.

PL

Sprężynowanie jest głównym mankamentem w procesie formowania zagięć typu „U”. Zastosowaie siły dociskacza jest jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu. Z drugiej strony, wartość siły dociskacza powinna być precyzyjnie wyznaczana. W niniejszej pracy omawiany jest związek siły dociskacza i końcowego sprężynowania, przy zastosowaniu wzorca NUMISHEET' 93 2-D oraz wykorzystaniu dostępnego na rynku kodu FEM. Symulacje zostały wykonane dla stali DP i AA5754-O. W celu przetestowania wspomnianego związku, w symulacjach wyznaczono pięć różnych wartości. Zaobserwowano, iż zginacze mają taki sam wpływ na materiał. Porównywane są maksymalne wymagane obciążenia tłocznika dla różnych wartości siły dociskacza.

20

Interface driven optimisation of springback in stretch bending of autobody panels

Hedge G.S., Shivaprasad J., Sridhar R.

Archives of Computational Materials Science and Surface Engineering

|

2009

|

Vol. 1, nr 3

168-173

EN

Purpose: Analytical determination of springback in the stretch bending of autobody double curved panels and optimization of parameters like yield strength and thickness of plate, have been the prime purposes of this paper. Design/methodology/approach: The elasto plastic behaviour governed by Hooke's law and Holomann's law, has been solved using interface theory, the original contribution of author. In the process Hegde's interface modulus has been coined, which depends on both modulus of elasticity and the plastic coefficient. Findings: The linearized functions of change of springback and stretch tension are solved for optimization, again using interface theory briefed in the Appendix. Practical implications: The published models of springback optimization being complicated, a need has been felt to formulate computationally easy and confidently accurate model of springback determination. The theoretical deliberations are demonstrated on materials based on the data obtained from the published references. Originality/value: The authors are confident of the originality and do claim authentically the novelty in the workout of the analysis. The interface theory applied at several stages in the analysis gives the optimal solutions to variables in the hyperspace defined by a linear system with redundancy in unknown variables.