Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Computer Methods in Materials Science

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

An evaluation of through - thickness deformation mechanisms in single point incremental sheet forming using a dual - level finite - element mode

Essa K., Hartley P.

Computer Methods in Materials Science

2012

Vol. 12, No. 1

37-50

Single point incremental forming (SPIF) is a process with the capability to form complex geometries using a tool of very simple geometry, without the need for a matching die. At present, through-thickness modes of deformation and the existence of through-thickness shear are not clear. The objectives of this report are firstly, to establish a computational methodology to study the deformation mechanism of SPIF and secondly, to provide a clear description of the deformation modes that take place through the sheet thickness. The methodology is, in essence, a multi-level approach, although in this example only two levels are necessary. In this paper, a 3-D implicit finite-element (FE) model of the complete sheet being formed, with two elements through the thickness and a second-level FE model of a smaller segment of the sheet, with seven elements through its thickness, are used in a dual-level approach. The results show that the full model is capable only of exploring the principal characteristics of the deformation, normal strains and the final product geometries. The second-level model demonstrates a capability to predict more accurately the deformation modes through the sheet thickness and shows the influence of tool friction and diameter on the through-thickness shear strains. A combination of bending, stretching and thinning modes of deformation in addition to through thickness shear is found. The results obtained provide a more complete description of through-thickness deformation mechanisms.

Jednopunktowa przyrostowa metoda kształtowania blach (ang. single point incremental forming - SPIF) jest procesem umożliwiającym uzyskiwanie skomplikowanych kształtów przy zastosowaniu prostych narzędzi. Nie jest potrzebna zgodność kształtu narzędzia i wyrobu. Stosowane obecnie modele tego procesu nie określają jednoznacznie zmian odkształcenia i ścinania na grubości blachy. Cele niniejszej pracy to po pierwsze opracowanie metody analizy mechanizmów odkształcenia w SPIF, a po drugie dostarczenie opisu schematów odkształcenia występujących w tym procesie wzdłuż grubości blachy. Zastosowano metodę podejścia wielopoziomowego, chociaż w rozważanym zadaniu potrzebne były tylko dwa poziomy. Dla kształtowanej blachy wykorzystano model implicit 3D na bazie metody elementów skończonych (MES), z dwoma elementami na grubości. Dla małego wycinka blachy zastosowano model MES drugiego poziomu z siedmioma elementami na grubości. Wyniki wykazały, że pełny model umożliwia ocenę tylko głównych charakterystyk odkształcenia, czyli odkształceń normalnych i kształtu wyrobu. Model drugiego poziomu przewiduje dokładniej schemat odkształcenia na grubości blachy i umożliwia ocenę wpływu tarcia i średnicy na rozkład odkształceń postaciowych wzdłuż grubości. Dodatkowo możliwy był opis połączonego wpływu zginania, rozciągania i pocienienia. W konsekwencji uzyskane wyniki dostarczają pełniejszego opisu mechanizmów odkształcenia na grubości blachy.

Investigation on the effects of process parameters on the through-thickness shear strain in single point incremental forming using dual level FE modelling and statistical analysis

Essa K., Hartley P.

Computer Methods in Materials Science

2010

Vol. 10, No. 4

238-278

Single point incremental forming (SPIF) is a process with the capability to form complex geometries using a tool of very simple geometry, without the need for a matching die. At present, through-thickness modes of deformation and effects of process parameters on through-thickness shear are not clear. The objectives of this report are firstly, to define the most critical working parameters that influence the through-thickness shear strains and secondly to obtain the optimal combination of these parameters that achieve maximum through-thickness shear deformation. Through-thickness shear strains are considered a direct indication of formability in the SPIF process. A design of experiment (DOE) approach is used to develop the study of various process parameters, in particular step-down size, sheet thickness, tool diameter, friction coefficient and strength coefficient. The example used is the manufacture of a truncated cone by SPIF. A dual-level FE modelling technique is used to simulate the process and obtain the corresponding shear strains for each combination of process parameters. The Analysis of Variance ANOVA method is used to analyze the results and obtain the most critical factors. The results show that the shear deformation, and hence the formability, could be increased by increasing the coefficient of friction and sheet thickness and decreasing the step-size down and tool diameter.

Jednopunktowa przyrostowa przeróbka plastyczna (ang. Single Point Incremental Forming - SPIF) jest procesem umoż-liwiającym formowanie wyrobów o złożonych kształtach w narzędziach o prostej geometrii, bez potrzeby zastosowania matrycy o kształcie takim jak wyrób gotowy. Zagadnienia stanu odkształcenia na grubości blachy oraz zależności odkształceń postaciowych od parametrów technologicznych w tym procesie nadal nie są w pełni rozeznane. Celem niniejszej pracy jest, w pierwszej kolejności, zdefiniowanie najbardziej krytycznych parametrów procesu, które wpływają na rozkład odkształceń postaciowych. Drugim celem jest wyznaczenie optymalnej kombinacji tych parametrów dającej maksimum odkształceń postaciowych. Te odkształcenia są uznawane za bezpośredni wskaźnik odkształcalności w procesach SPIF. Dla badania wpływu poszczególnych parametrów zastosowano metodę projektowania doświadczeń (ang. Design Of Experiment -DOE). W szczególności analizowano wpływ wielkości kroku narzędzia, grubości blachy, wymiarów narzędzia, współczynnika tarcia oraz wskaźnika wytrzymałości materiału. Jako przykład wybrano wytwarzanie stożka ściętego metodą SPIF. Dwupoziomowy model MES zastosowano do symulacji procesu i do wyznaczenia odkształceń postaciowych odpowiadających badanym kombinacjom parametrów. Analizę wyników wykonano metodami statystycznymi (ang. the Analysis of Variance -ANOVA) i wyznaczono najbardziej krytyczne parametry procesu. Wyniki wykazują, że odkształcenia postaciowe, a co zatem idzie odkształcalność, mogą zostać zwiększone poprzez zwiększenie współczynnika tarcia i grubości blachy oraz przez zmniejszenie kroku narzędzia i średnicy narzędzia.