Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental and numerical analyses on crushing behaviour of drawn cups of laser welded tailored blanks under axial loading

Katiyar Bhupesh Singh, Panda Sushanta Kumar, Saha Partha

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 4

art. no. e211, 2022

EN

It is imperative to characterize the crushing behaviour of deep drawn components of tailor welded blanks for their wide applications in different autobody structures. In the present work, extra deep drawing steel sheets were laser welded to produce welded blanks of similar thickness and dissimilar thickness (LWTBs), and these were deformed using a two stage deep drawing setup to fabricate geometrically similar drawn cups consisting of both hemispherical and cylindrical segments. Subsequently, these drawn cups were axially crushed between two flat platens to study collapse modes, load–displacement responses and energy absorption capabilities. The collapse of the drawn cups was found to onset with an inward dimpling of the hemispherical segment. As deformation progressed, the folding of cylindrical section occurred either axisymmetrically or unevenly based on the extent of non-uniform thickness variations across the weld zone (WZ). It was also found that the load–displacement response and energy absorption of the cups were enhanced because of the presence of WZ and thickness difference in LWTBs. Also, finite element-based numerical models were developed to collate the prediction capabilities of three different anisotropic material models viz. Hill48, YLD89, and Stoughton non-associated flow rule (S-NAFR)-based model. All these material models were successfully calibrated to predict the collapse modes, but the S-NAFR model was found to closely predict the load–displacement curves and energy absorption. Furthermore, the assessment of specific energy absorption and crushing force efficiency suggested that lightweight LWTB components can be fabricated with improved crashworthiness performance using sheet materials of different thickness.

2

The effect of planar anisotropy on properties of tailor-welded blanks made of dual-phase steels

Cinak M., Svec P., Schrek A., Gajdosova V.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 7

425--429

EN

In the study tailor welded blanks were prepared by solid laser welding. They consisted of same dual-phase steel HCT600X of equal thickness but different rolling directions and planar anisotropy. The influence of planar anisotropy on formability of tailor welded blanks were investigated. Major part of the research was made virtually by FEM using appropriate material model with accurate description of planar anisotropy. The aim was to observe plastic material flow and ear formation at the edge of the deep drawn part. These results were verified by real experiments.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań, w których zastosowano wykrojkę łączoną typu „tailored blank”, gdzie połączenie uzyskano poprzez spawanie laserowe. Wykrojka składa się blach o tej samej grubości, wykonanych ze stali dwufazowej w gatunku HCT600X, ale o różnej względnej orientacji kierunku walcowania oraz różnej anizotropii płaskiej. Przebadano wpływ anizotropii płaskiej na zdolność odkształceń (na przykładzie wytłaczania) tak przygotowanej wykrojki. Badania bazują na symulacji numerycznej MES, gdzie zastosowano model materiałowy uwzględniający dokładny opis anizotropii płaskiej blachy. Celem było zaobserwowanie plastycznego płynięcia materiału oraz kształtowanie się tzw. „uch” na krawędzi wytłoczki prostokątnej. Wyniki symulacji zostały zweryfikowane doświadczalnie

3

Determination of mechanical properties of the weld zone in tailor-welded blanks

Rojek J., Hyrcza-Michalska M., Bokota A., Piekarska W.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2012

|

Vol. 12, no. 2

156--162

EN

Mechanical properties of the weld zone are necessary for accurate modeling of forming processes involving tailor-welded blanks (TWB). Tailored blanks are usually produced by laser welding. Due to small size of the weld cross-section it is not possible to use standard tests to determine mechanical properties of the weld zone in tailor-welded blanks. Special testing procedures must be employed. This paper presents different methods which can be used to determine mechanical properties of the weld zone in tailor-welded blanks. Methods based on experimental tests as well as those combining experimental procedures with numerical studies are described. The presented methods include uniaxial tension tests, microhardness tests and indentation tests combined with inverse numerical analysis. The stress–strain relationships for the weld zone in a steel laser welded blank obtained using different methods have been compared with one another.

4

Symulacja numeryczna procesu tłoczenia blach spawanych typu TWB

Więckowski W., Lacki P., Adamus J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 11

649-654

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu tłoczenia blachy spawanej typu TWB. Analizowano kształtowanie czaszy kulistej z blachy spawanej dla przypadku połączenia dwóch jednakowych blach wykonanych ze stopu aluminium EN AW-6061T4 o równej grubości. Obliczenia numeryczne prowadzono przy użyciu programu ADINA v. 8.6, bazującego na MES. Oceny właściwości mechanicznych i parametrów geometrycznych spoiny oraz obszarów jej przyległych dokonano na podstawie badań doświadczalnych.

EN

In the paper some numerical simulation results of the stamping process for the tailor-welded blanks have been presented. Forming of a spherical cap made of welded blank, which consisted of the same grade sheets - EN AW-6061T4 aluminium alloy with the same thickness, has been analysed. The numerical calculations have been carried out with the ADINA System v. 8.6 based on the Finite Element Method. The mechanical properties and geometrical parameters of the weld and its vicinity were assessed on the experiments.

5

Metody wyznaczania właściwości mechanicznych złączy w spawanych laserowo wsadach do tłoczenia

Rojek J., Hyrcza-Michalska M., Bokota A., Piekarska W.

Przegląd Mechaniczny

|

2010

|

nr 11

13-20

PL

W artykule zaprezentowano różne dostępne metody wyznaczania właściwości mechanicznych strefy spoiny w blachach spawanych do tłoczenia (ang. TWB - Tailor-Welded Blanks). Przedstawione metody oparte są na badaniach eksperymentalnych oraz łączą próby doświadczalne z analizą numeryczną. Omawiane metody obejmują obserwacje metalograficzne, próby jednoosiowego rozciągania, próby wciskania (indentacji), pomiary mikrotwardości połączone z numeryczną analizą odwrotną oraz numeryczną symulację procesu spawania. Własności mechaniczne materiału w strefie spoiny są wyznaczane w celu określenia parametrów modelu konstytutywnego wykorzystywanego w symulacji kształtowania blachy spawanej laserowo.

EN

The paper presents different available methods of determination mechanical properties of weld zone of tailor welded blanks (TWB). The presented method was based on experimental tests as well as combined experimental procedures with numerical analyses. The method included: metallographic observations, uniaxial tension tests, microhardness tests, indentation tests combined with inverse numerical analysis, numerical simulations of laser welding. Mechanical properties obtained for the weld zone were necessary to establish a constitutive model for TWB forming simulation.

6

Wyznaczanie właściwości mechanicznych spoin w spawanych laserowo wsadach do tłoczenia

Rojek J., Hyrcza-Michalska M., Bokota A., Piekarska W.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2009

|

z. 226

39-44

PL

Artykuł przedstawia różne dostępne metody wyznaczania właściwości mechanicznych strefy spoiny w blachach spawanych do tłoczenia (ang. TWB - Taylor-Welded Blanks). Przedstawione metody opierają się na badaniach eksperymentalnych jak również łączą próby doświadczalne z analizą numeryczną. Omawiane metody obejmują obserwacje metalograficzne, próby jednoosiowego rozciągania, próby wciskania (indentacji), pomiary mikrotwardości połączone z numeryczną analizą odwrotną oraz numeryczną symulacją procesu spawania. Własności mechaniczne materiału w strefie spoiny są wyznaczane w celu określenia parametrów modelu konstytutywnego wykorzystywanego w symulacji kształtowania blachy spawanej laserowo.

EN

The present paper presents different available methods to determine mechanical properties of the weld zone of tailor-welded blanks (TWB).The presented methods are based on experimental tests as well as combine experimental procedures with numerical studies. The methods include metallographic observations, uniaxial tension tests, microhardness tests, indentation tests combine with inverse numerical analysis, numerical simulation of laser welding. Mechanical properties obtained for the weld zone are necessary to establish a constitutive model for TWB forming simulation.

7

Investigation on Drawing Depth in Sheet Hydroforming of Tailor-Welded Blanks

Qarakhani M., Masoumi A., Pashirehpour J.

Computer Methods in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, No. 1

159-165

EN

Drawing depth of tailor-welded blanks using hydroforming process has been investigated through simulation by a commercial explicit finite element program and verified by expriment. Square punch with dimension of 48×48 mm has been considered. Steel sheets with various thicknesses, 0.8, 1 and 1.2mm have been used. Formability of tailor-welded blank depends on the material combinations and thickness ratios. Behavior of such material during hydroforming process is different from parent sheets. The results discussed using variation of thickness and equivalent strain in various directions.

PL

W pracy przedstawiono symulacje wykonane metodą elementów skończonych w schemacie jawnym przy użyciu komercyjnego oprogramowania w celu wyznaczenia charakterystyk odkształcalności laserowo spawanych blach w procesie hydroformowania. Arkusze blach (Stl4) z różną grubością zostały złączone ze sobą tak, aby otrzymać trzy różne złożenia ((0.8-1), (0.8-1.2) oraz (1-1.2) mm). Podczas hydroformowania wymienionych blach łączonych przeanalizowane zostały rozkład odkształcenia na grubości blachy oraz w dwuosiowym stan odkształcenia w blasze. Badania te miały na celu przewidywanie powstawania lokalnych przewężeń obliczanych w porównaniu do maksymalnego dopuszczalnego odkształcenia zdefiniowanego za pomocą diagramów FLD dla wybranego materiału. Wyniki symulacji pokazały, iż nawet w przypadku łączenia blach o różnej grubości, możliwe jest wytwarzanie metodą hydroformowania wyrobów głęboko tłoczonych o wysokiej jakości. Otrzymane rezultaty zostały porównane z wynikami dla konwencjonalnego procesu głębokiego tłoczenia.

8

Determination of mechanical properties of the weld zone of tailor-welded blanks

Rojek J., Hyrcza-Michalska M., Bokota A., Piekarska W.

Computer Methods in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, No. 1

153-158

EN

The basic factor influencing the formability of tailor welded blanks (TWB) is hardening of the weld zone (consisting of fusion and heat-affected zones) during welding process [1]. This reduces formability in the area of weld and it has been identified as the basic factor that should be taken into account in the tailored blank model. Accurate modelling of tailor welded blanks requires knowledge of mechanical properties of material in the weld zone. Determination of mechanical characteristics of the weld zone in TWB is not an easy task because of small extension of this zone. The article will present differ-ent methods available to obtain data necessary for TWB forming simulation. The following methods have been used to determine the extension and mechani-cal parameters of the weld and heat affected zone: ? Metallographic observations ? provide information about the extension of the fusion and heat-affected zones, as well as phase composition in these zones. ? Uniaxial tension tests ? these tests give stress-strain relationships for the par-ent and weld material. ? Microhardness test ? these tests provide information about the distribution of hardness in the tailor weld blank, this indicates the extension of the weld zone, the relationship between hardness and strength of the material allows us to determine strength parameters of the weld zone. ? Indentation tests. The results of these tests combined with inverse numerical analysis allow us to determine mechanical properties of both parent material and weld zone. ? Numerical simulation of laser welding. This is an alternative procedure to de-termine the geometry and mechanical properties of the weld zone, which is based on simulation of the welding process using the thermo-mechano-metallurgical model. Phase fraction distributions after welding are obtained. Knowing the mechanical properties of each phase and using the rule of mixtures the effective yield stress of the material in the weld zone is calculated. Results obtained with different methods have been compared showing generally a good agreement of the compared results. This will be helpful in choosing the most suitable method for practical TWB forming modelling. ACKNOWLEDGMENT Authors acknowledge funding by the EC research project SIM-TWB: Accurate Simulation of Tai-lor-Welded-Blanks to Reduce Process Design Time for The Sheet Pressing Industry (Contract no: 032657).

PL

Artykuł przedstawia różne dostępne metody wyznaczania własności mechanicznych strefy spoiny w blachach spawanych do tłoczenia (ang. TWB - Tailor-Welded Blanks). Przedstawione metody opierają się na badaniach eksperymentalnych jak również łączą próby doświadczalne z analizą numeryczną. Omawiane metody obejmują obserwacje metalograficzne, próby jednoosiowego rozciągania, próby wciskania (indentacji), pomiary mikrotwardości połączone z numeryczną analizą odwrotną oraz numeryczną symulację procesu spawania. Własności mechaniczne materiału w strefie spoiny są wyznaczane w celu określenia parametrów modelu konstytutywnego wykorzystywanego w symulacji kształtowania blachy spawanej laserowo.

9

Zastosowanie symulacji metodą elementów skończonych do analizy procesów tłoczenia wsadów spawanych laserem

Lisok J., Mutwil K.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2008

|

R. 49/2, nr 4-5

216-221

PL

W artykule przedstawiono metodykę budowy modeli materiałowych złącza spawanego, które zastosowano do symulacji tłoczenia blachy metodą elementów skończonych. Przeprowadzono weryfikację numeryczną każdego modelu, w oparciu o wyniki doświadczeń fizycznych w warunkach laboratoryjnych oraz półprzemysłowych.

EN

Tailor welded blanks have forming properties considerably different from those of homogenous blanks, therefore special design rules have been worked out. The paper presents results of series of experiments carried out with tailor welded blanks ranging from tension tests to tests of industrial origin. Material testing of tailored blanks has led to a physical model of the joint, in which three material zones are represented: weld area, heat-affected zone and base material. The material properties of these zones can be established by micro-hardness measurements in the neighbourhood of the weld and base materials. Physical model of the joint has been used in the numerical model and numerical simulation has been carried out with Stampack numerical program. Different possibilities of finite element discretization have been considered. In order to increase computational efficiency, a simplified model has been used with the weld being represented by an equivalent beam element. In this model the action of the weld material in the direction of the weld line is taken into account only. The deformation of the weld in the transverse direction is neglected. Results of numerical simulation are presented in the paper and compared with experiments.

10

Hydroforming jako nowoczesna metoda kształtowania elementów karoserii samochodowej

Hyrcza-Michalska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2007

|

Vol. 74, nr 5

255-259

PL

Hydroforming stanowi jedną z nowoczesnych metod kształtowania elementów karoserii samochodów. Metoda ta pozwala na wytwarzanie wyrobów tłoczonych o wysokiej jakości powierzchni i złożonej geometrii. Istotnym zadaniem jest opanowanie i wdrożenie hydroformingu w tłoczniach krajowych. Stąd w Katedrze modelowania Procesów i inżynierii medycznej Politechniki śląskiej rozpoczęto badania podstawowe w zakresie hydroformingu blach, wsadów spawanych laserowo oraz wsadów rurowych spawanych laserowo. W tym celu zaprojektowano i zbudowano stanowisko badawcze do wybrzuszania wsadów rurowych spawanych laserowo. W artykule przedstawiono pierwsze rezultaty kształtowania rur spawanych laserowo metodą hydroformingu.

EN

Hydroforming is one of the new methods of auto body parts forming. This method allowed producing workpieces with very high quality of surfaces and complex geometry. The fundamental task is to take control and apply hydroforming at national, local stamping industry. Thence, basic researches on hydroforming of sheet metals, tailor welded blanks and tubular blanks start up at Department of Process Modelling and Medical Engineering of the Silesian University of Technology. The laboratory stand for tubular blanks hydro - bulging has been designed and built. The paper presents first results of laser welded tubes hydroforming.