Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of the number of passes on grain refinement, texture and properties of DC01 steel strip processed by the novel hybrid SPD method

Kowalczyk K., Jabłońska M. B., Tkocz M., Chulist R., Bednarczyk I., Rzychoń T.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 3

art. no. e115

EN

Dual rolls equal channel extrusion (DRECE) is an unconventional severe plastic deformation (SPD) process that can effectively produce the ultrafine-grained microstructure in metals and alloys. Previously, the DRECE process carried out on non-ferrous alloys and low-carbon steels were mostly focused on the influence of process parameters on the mechanical properties. The aim of this study was the evolution of the microstructure and texture in the DC01 low-carbon steel strip after the subsequent passes of the DRECE process. The scanning transmission electron microscope and scanning electron microscope equipped with an electron backscattering diffraction detector were used for microstructure investigations. Observations after selected DRECE passes revealed defected microstructure, characteristic for the materials after SPD processes, in the form of numerous dislocation tangles, systems with dense dislocation walls and dislocation cell blocks. The texture analysis showed that with the increase of strain, the rolling texture has weakened in the tested material. These changes were accompanied by the microhardness rise.

2

The effect of severe plastic deformation on the IF steel properties, evolution of structure and crystallographic texture after dual rolls equal channel extrusion deformation

Jabłońska M. B., Kowalczyk K., Tkocz M., Chulist R., Rodak K., Bednarczyk I., Cichański A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 4

310--319

EN

This paper presents some results of the influence of severe plastic deformation on the microstructure evolution, grain refinement aspect, and mechanical properties of ultra-low carbon steel. Ti-stabilized experimental IF steel was deformed at a room temperature with unconventional SPD process—dual rolls equal channel extrusion (DRECE). Mechanical properties and structure of ferritic steel in initial state and after selected steps of deformation were investigated. The mechanical properties were determined by static tensile tests carried out at a room temperature and microhardness research. The structural investigations involved using scanning transmission electron microscopy observations, electron back scattered diffraction and measurements of the crystallographic texture. The DRECE process affects the evolution of the structure. The microstructural investigations revealed that the processed strips exhibited a dislocation cell and grain structures with mostly low angle grain boundaries. The electron backscattering diffraction (EBSD) examination showed that the processed microstructure is homogeneous along the strips thickness. The mechanical properties of the DRECE-processed IF steel strips increased with an increase the number of passes.

3

Dual rolls equal channel extrusion as unconventional SPD process of the ultralow-carbon steel: finite element simulation, experimental investigations and microstructural analysis

Jabłońska M. B., Kowalczyk K., Tkocz M., Bulzak T., Bednarczyk I., Rusz S.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 1

424--434

EN

The paper presents results of FEM modelling as well as properties and microstructure of the ultralow-carbon ferritic steel after the unconventional SPD process—DRECE (dual rolls equal channel extrusion). Based on the conducted numerical simulation information about the deformation behaviour of a steel strip during the DRECE process was obtained. The simulation results were experimentally verified. The influence of DRECE process on hardness distribution, fracture behaviour and microstructure evolution of the investigated steel was analysed. The increase of steel strength properties after subsequent deformation passes was confirmed. The microstructural investigations revealed that the processed strips exhibit the dislocation cell microstructure and subgrains with mostly low-angle grain boundaries. The grains after processing had relatively high dislocation density and intense microband formation was observed. It was also proved that this unconventional SPD method fosters high grain refinement.

4

The Effect of Extrusion in the Complex Strain State on the Microstructure and Mechanical Properties of MgAlZn Magnesium Alloys

Bednarczyk I., Kuc D., Tomaszewska A., Tkocz M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 3

1121--1128

EN

The paper presents the results of tests concerning the effect of the extrusion process in the complex strain state on the microstructure and properties of one of magnesium alloy with aluminium, zinc and manganese, designated AZ61. Due to its specific gravity, it is increasingly being used in the automotive and aerospace industries to reduce the weight of structural elements. As a result of plastic deformation processes, rods with a diameter of 8, 6 and 4 mm were obtained from AZ61 magnesium alloy. The microstructure analysis was performed using light and electron microscopy (STEM) techniques in the initial state and afterplastic deformation. Microstructure studies were supplemented with a quantitative analysis using the Metilo program. A number of stereological parameters were determined: average diameter of grain, shape factor. A static tensile test was carried out at 250ºC and 300ºC, at deformation rates of 0.01, 0.001 and 0.0001 m·s-1. Better plastic properties after deformation using KoBo methodwere obtained than with conventional extrusion.

5

The Influence of Deformation Method on the Microstructure and Properties of Magnesium Alloy WE43

Bednarczyk I., Kuc D., Tkocz M., Tomaszewska A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 4

1975--1980

EN

The article presents tests results of the influence of deformation methods on the microstructure and properties of alloy WE43. There were direct extrusion tests and extrusion with KoBo method performed. An assessment of the influence of the methods of deformation on the microstructure and the mechanical properties of the achieved rods from alloy WE43 was conducted. There was an analysis of microstructure carried out with the use of light and scanning microscopy techniques in the initial state and after plastic deformation. Static tensile test was conducted in temperature of 350°C at a speed of 0.0001 m·s-1 and microhardness measurements were performed of HV0.2. On the basis of the achieved mechanical tests results it was stated that in the temperature of 350°C for samples deformed with the use of KoBo method there was an effect of superplastic flow found. The value of elongation achieved was 250% which was 3 times higher than in case of classic extrusion (80%).

6

Application of the GTN Model to Numerical Simulation of Distaloy AB Sinters Behaviour Under Complex Loading Conditions

Madej L., Perzyński K., Składzień M., Tkocz M., Rosiak M., Grosman F.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 4

1937--1942

EN

The behaviour of porous sinters, during compression and compression with reverse cyclic torsion tests is investigated in the article based on the combination of experimental and numerical techniques. The sinters manufactured from the Distaloy AB powder are examined. First, series of simple uniaxial compression tests were performed on samples with three different porosity volume fractions: 15, 20 and 25%. Obtained data were then used during identification procedure of the Gurson-Tvergaard-Needleman finite element based model, which can capture influence of porosity evolution on plasticity. Finally, the identified Gurson-Tvergaard- Needleman model was validated under complex compression with reverse cyclic torsion conditions and proved its good predictive capabilities. Details on both experimental and numerical investigations are presented within the paper.

7

Detection of strain localization in numerical simulation of sheet metal forming

Lumelskyj D., Rojek J., Tkocz M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 2

490--499

EN

This paper presents an investigation on the detection of strain localization in numerical simulation of sheet metal forming. Two methods to determine the onset of localized necking have been compared. The first criterion, newly implemented in this work, is based on the analysis of the through-thickness thinning (through-thickness strain) and its first time derivative in the most strained zone. The limit strain in the second method, studied in the authors’ earlier works, is determined by the maximum of the strain acceleration. The limit strains have been determined for different specimens undergoing deformation at different strain paths covering the whole range of the strain paths typical for sheet forming processes. This has allowed to construct numerical forming limit curves (FLCs). The numerical FLCs have been compared with the experimental one. Mesh sensitivity analysis for these criteria has been performed for the selected specimens. It has been shown that the numerical FLC obtained with the new criterion predicts formability limits close to the experimental results so this method can be used as a potential alternative tool to determine formability in standard finite element simulations of sheet forming processes.

8

Wpływ warunków ściskania z równoczesnym ściskaniem na proces zagęszczania spieków

Tkocz M., Rosiak M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 8

400--402

PL

Właściwości wyrobów wytwarzanych metodami metalurgii proszków zależą miedzy innymi od ich porowatości, która może być w pewnym zakresie kontrolowana w kolejnych operacjach technologicznych. W artykule przedstawiono wyniki wstępnych prób ściskania z równoczesnym skręcaniem, które przeprowadzono w celu sprawdzenia wpływu zastosowanych parametrów odkształcania na zmianę porowatości spieków wykonanych z proszku Distaloy AB. Badania wykazały, że główną rolę w procesie zagęszczania spieków w trakcie analizowanego sposobu kształtowania odgrywa zastosowany gniot, natomiast do oceny wpływu zastosowanych parametrów skręcania na porowatość spieków należy przeprowadzić obserwacje mikrostruktury.

EN

Properties of products made by powder metallurgy depend, inter alia, on their porosity that can be, to some extent, controlled in the subsequent technological operations. A series of simultaneous compression and torsion tests has been performed for Distaloy AB sintered samples in order to find out how applied deformation parameters affect the changes in samples porosity. Selected results are presented in the paper. They suggest that applied reduction in height plays the major role in densification of sinters during the analysed deformation method. However, microstructure examinations are necessary to assess an effect of the applied torsion parameters on the sinters porosity.

9

Microstructure and Properties of Selected Magnesium-Aluminum Alloys Prepared for SPD Processing Technology

Cizek L., Rusz S., Hilser O., Śliwa R., Kuc D., Tański T., Tkocz M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 4

2365--2370

EN

A growing interest in wrought magnesium alloys has been noticed recently, mainly due to development of various SPD (severe plastic deformation) methods that enable significant refinement of the microstructure and – as a result – improvement of various functional properties of products. However, forming as-cast magnesium alloys with the increased aluminum content at room temperature is almost impossible. Therefore, application of heat treatment before forming or forming at elevated temperature is recommended for these alloys. The paper presents the influence of selected heat treatment conditions on the microstructure and the mechanical properties of the as-cast AZ91 alloy. Deformation behaviour of the as-cast AZ61 alloy at elevated temperatures was analysed as well. The microstructure analysis was performed by means of both light microscopy and SEM. The latter one was used also for fracture analysis. Moreover, the effect of chemical composition modification by lithium addition on the microstructure of the AZ31-based alloy is presented. The test results can be helpful in preparation of the magnesium-aluminum alloys for further processing by means of SPD methods.

10

Weryfikacja modelu numerycznego nowatorskiego procesu kształtowania przyrostowego elementów dedykowanych dla przemysłu lotniczego

Szyndler J., Madej Ł., Grosman F., Tkocz M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 8

344--347

PL

W pracy przedstawiono model numeryczny nowatorskiego procesu kształtowania przyrostowego dedykowanego wytwarzaniu elementów integralnych dla przemysłu lotniczego. Zaprezentowano koncepcję tej technologii, stanowisko badawcze oraz wyniki zrealizowanych eksperymentów. Omówiono opracowany model numeryczny, który poddano weryfikacji w warunkach eksperymentalnych. Przy użyciu opracowanego programu numerycznej symulacji procesu kształtowania przyrostowego, uzyskano możliwość analizy wpływu parametrów procesu na płynięcie materiału, rozkładu odkształceń i parametrów siłowo-energetycznych. Przykładowe wyniki badań eksperymentalnych i symulacji numerycznych przedstawiono w formie rozkładów odkształceń, kształtu próbki oraz nacisków prasy.

EN

Numerical model of novel incremental forming process dedicated for obtaining integral elements for the aerospace industry is presented in the paper. The concept of proposed technology and developed prototype of research stand as well as obtained experimental results are described. Then, description of the numerical model development procedure, including validations stage, is presented. Examples of obtained results highlight the model possibility as a tool to extend the range of realized experimental investigations.

11

Korozja elektrochemiczna drutów stosowanych w chirurgii twarzowo-szczękowej

Przondziono J., Tkocz M., Wojciechowski M., Mendala J., Walke W.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2016

|

T. 27, nr 3

211--222

PL

Celem zrealizowanych badań była ocena odporności na korozję elektrochemiczną drutów wykonanych ze stali nierdzewnej X2CrNiMo 17-12-2 przeznaczonych dla chirurgii twarzowo-szczękowej. Dokonano oceny wpływu odkształcenia w procesie ciągnienia oraz modyfikacji powierzchni na własności korozyjne drutów. Druty po ciągnieniu poddano zabiegom szlifowania, elektrolitycznego polerowania oraz chemicznej pasywacji. Testy potencjodynamiczne realizowano w roztworze sztucznej śliny, wykorzystując system do badań VoltaLab PGP201 firmy Radiometer. Badania pozwoliły na rejestrację krzywych polaryzacji anodowej. Właściwości fizykochemiczne powierzchni oceniano metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej. Pomiary przeprowadzono z wykorzystaniem systemu pomiarowego AutoLab PGSTAT 302N wyposażonego w moduł FRA2 (Frequency Response Analyser). Przeprowadzone badania umożliwiły bezpośrednie porównanie zachowania się rzeczywistego obiektu z jego układem zastępczym, który jest modelem odnoszącym się do fizycznie realizowanej impedancji. Właściwości mechaniczne wyznaczono przy pomocy statycznej próby jednoosiowego rozciągania. Ustalono przebieg krzywej umocnienia drutów. Podano krzywe obrazujące zależność oporu polaryzacji w funkcji odkształcenia zadawanego w procesie ciągnienia. Wyniki badań wskazują na pogorszenie właściwości korozyjnych drutów wraz z zachodzącym w procesie ciągnienia umocnieniem odkształceniowym. Stwierdzono, że zabiegi modyfikacji powierzchni spowodowały wzrost odporności drutów wykonanych ze stali nierdzewnej X2CrNiMo 17-12-2 na korozję wżerową w roztworze sztucznej śliny. Wyższą odpornością charakteryzują się druty, dla których finalnym zabiegiem obróbki powierzchniowej była chemiczna pasywacja.

EN

The purpose of performed tests was evaluation of resistance to electrochemical corrosion of wires made of stainless steel X2CrNiMo 17-12-2 used in maxillo-facial surgery. Evaluation was made of the impact of strain applied in drawing process and surface modification on wire corrosion characteristics. Drawn wires were subject to grinding, electrolytic polishing and chemical passivation. Potentiodynamic tests were performed in artificial saliva with application of testing system VoltaLab PGP201 by Radiometer. The tests enabled to register anodic polarization curves. Physical and chemical properties of the surface were evaluated with application of electrochemical impedance spectroscopy. Measurements were made with application of measuring system AutoLab PGSTAT 302N equipped with FRA2 module (Frequency Response Analyser). Performed tests enabled direct comparison of behaviour of the real object with its equivalent circuit, which which is a model referring to physically realised impedance. Mechanical properties were tested by means of static uniaxial tensile test. The course of wire flow curve was determined. Curves demonstrating the dependence of polarization resistance as the function of strain applied in drawing process were presented. Test results show deterioration of corrosion characteristics of wires with work hardening taking place in drawing process. It was proved that surface modification treatment caused the increase of the resistance of wires made of stainless steel X2CrNiMo 17-12-2 to pitting corrosion in artificial saliva. Wires whose final treatment was chemical passivation featured the highest resistance.

12

Badania plastyczności stali przeznaczonych do walcowania walcówki

Hadasik E., Płachta A., Kuc D., Niewielski G., Tkocz M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 8

334--336

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań plastyczności stali 23MnB4, C45 i C70 przeznaczonych do walcowania walcówki w nowoczesnej walcowni ciągłej. Ocenę plastyczności dokonano w próbie skręcania na gorąco przy użyciu plastometru skrętnego, w zakresie temperatury walcowania walcówki od 850°C do 1150°C i z prędkością odkształcenia 0,1 s-1, 1 s-1 i 10 s-1. Na podstawie rejestrowanego momentu skręcającego w funkcji liczby skręceń próbki określono zależności naprężenia uplastyczniającego od odkształcenia oraz wielkości charakteryzujące podatność takie jak: maksymalne naprężenie uplastyczniające, wartość odkształcenia odpowiadająca maksymalnemu naprężeniu oraz odkształcenie do zniszczenia. Wielkości te uzależniono od temperatury i prędkości odkształcenia oraz od energii aktywacji i parametru Zenera-Hollomona.

EN

The paper presents plasticity tests results for steel types 23 MnB4, C45 and C70 meant for rolling wire rods in modern continuous rolling mill. The assessment of plasticity was conducted in hot torsion test with the use of torsion plastometer in temperature range of wire rod rolling from 850°C to 1150°C and strain rates of 0.1 s-1; 1 s-1 and 10 s-1. The core data for plasticity assessment were the achieved redundancies of yield stress from deformation on the basis of registered torsional moment in function of number of torsions of a sample. On such basis the values which characterize the susceptibility of steel to plastic shaping were determined such as: peak stress, value of deformation corresponding with the maximum stress and deformation till failure. Those values were dependent on temperature and strain rate. The dependency between maximum yield stress with corresponding deformation and the energy of activation with Zener-Hollomon parameter was elaborated together with marking the yield stress function.

13

Niekonwencjonalne metody kształtowania plastycznego

Tkocz M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2015

|

nr 5-6

76--77

PL

W artykule przedstawiono koncepcje czterech niekonwencjonalnych metod przeróbki plastycznej: kucia z oscylacyjnym skręcaniem, kucia z poprzecznym ruchem stempla, walcowania z poprzecznym ruchem walców oraz kucia segmentowego. Metody te umożliwiają wytwarzanie wyrobów o nietypowych właściwościach użytkowych oraz istotne zmniejszenie wymaganych sił nacisku narzędzi kształtujących. Wdrożenie zaprezentowanych sposobów kształtowania plastycznego pozwoliłoby na rozszerzenie asortymentu produkcji wielu przedsiębiorstw działających w branży metalowej.

EN

Concepts of four unconventional metal forming methods: compression with oscillatory torsion, compression with transverse punch motion, rolling with transverse rolls motion and incremental forging are presented in the paper. The methods enable manufacturing products with unique functional properties and significant reduction of the required press load. Industrial implementation of the presented metal forming techniques would allow to extend the assortment of many metal parts manufacturers.

14

Innowacyjne procesy narastającego kształtowania plastycznego metali

Grosman F., Tkocz M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 267

135--142

PL

Opisano procesy narastającego kształtowania plastycznego znajdujące się obecnie na etapie badań wstępnych. Scharakteryzowane zostały najistotniejsze cechy tych procesów oraz możliwe do osiągnięcia efekty w zakresie parametrów siłowo-energetycznych, wielkości odkształceń skumulowanych i efektów strukturalnych. W podsumowaniu zestawiono najistotniejsze korzyści jakie można uzyskać przez zastosowanie procesów narastającego kształtowania plastycznego.

EN

A definition of incremental metal forming processes has been presented in the paper as well as some methods of this kind currently being under preliminary investigation. The fundamental features of these processes and possible effects have been described. The most important advantages of the innovative, incremental bulk metal forming methods have been listed in the summary.

15

Badania plastometryczne metodą skręcania stali przeznaczonych do walcowania walcówki

Hadasik E., Płachta A., Tkocz M., Niewielski G., Ducki K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 9

579--583

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań plastyczności stali 30MnB4 i C45 przeznaczonych do walcowania walcówki w nowoczesnej walcowni ciagłej. Oceny plastyczności dokonano w próbie skręcania na gorąco, w zakresie temperatury walcowania walcówki od 850 do 1150oC i z prędkością odkształcenia 0,1, 1 i 10 s-1. Podstawę do oceny plastyczności stanowiły zależności naprężenia uplastyczniajacego od odkształcenia, otrzymane na podstawie rejestrowanego momentu skrecającego w funkcji liczby skręceń próbki. Na ich podstawie określono charakterystyczne wielkości, takie jak: maksymalne naprężenie uplastyczniające, wartość odkształcenia odpowiadającą maksymalnemu naprężeniu oraz odkształcenie do zniszczenia. Wielkości te uzależniono od parametrów odkształcenia oraz opracowano zależności pomiędzy maksymalnym naprężeniem uplastyczniającym, odpowiadającym mu odkształceniem a energią aktywacji procesu odkształcania i parametrem Zenera-Hollomona.

EN

The paper presents results of steel 30MnB4 and C45 plasticity tests meant for rolling wire rods on modern continuous rolling mill. Plasticity assessment was conducted in hot torsion test performed on swing plastometer in temperature range of rolling wire rode from 850 to 1150°C and deformation speed of 0.1; 1 and 10 s-1. The basis for plasticity assessment was the dependency between flow stress and deformation achieved on the basis of registered torsion moment in function of the number of sample torsions. On such basis the characteristic values were determined: peak flow stress, deformation value which corresponds with peak stress and deformation to failure. Those values are dependent on deformation parameters and certain dependencies between peak flow stress and corresponding deformation with activation energy of the deformation process and Zener-Hollomon parameter were elaborated.

16

Przeróbka plastyczna w złożonych stanach obciążenia generujących oscylacyjnie zmienne naprężenia styczne

Tkocz M., Grosman F., Hadasik E.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 8

604--607

PL

W artykule przedstawiono trzy innowacyjne sposoby przeróbki plastycznej metali: ściskanie z oscylacyjnym skręcaniem, ściskanie z poprzecznym ruchem stempla oraz walcowanie z poprzecznym ruchem walców. W procesach tych w sposób zamierzony wprowadza się dodatkowy ruch narzędzi wywołujący w kształtowanym materiale wspomagające naprężenia styczne. Opracowano i wykonano przyrządy pozwalające na realizację określonych sposobów kształtowania plastycznego. Z uzyskanych dotychczas wyników badań można wnioskować, że kształtowanie wspomagane dodatkowymi naprężeniami stycznymi stwarza możliwości wytwarzania wyrobów o właściwościach użytkowych nieosiągalnych w konwencjonalnych procesach przeróbki plastycznej.

EN

Three innovative metal forming techniques: compression with oscillatory torsion, compression with transverse punch motion and rolling with transverse rolls motion are presented in the paper. Additional, oscillatory motion of forming dies is intentionally introduced in these processes in order to induce supporting shear stresses in a workpiece. Devices for conducting the mentioned forming processes have been developed and constructed. It can be drawn from the research results obtained so far that forming aided by additional shear stresses enables manufacturing products with functional properties unattainable in conventional metal forming processes.

17

Wpływ tarcia na lokalizację pękania w próbach tłoczności Nakazimy

Lumelskyy D., Marczewska I., Rojek J., Pęcherski R., Grosman F., Tkocz M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 253

57--62

PL

W artykule przedstawiono analizę numeryczną wpływu tarcia na rozkład odkształceń uzyskanych w próbach tłoczności przeprowadzonych metodą Nakazimy. Symulacje numeryczne zostały przeprowadzone w autorskim programie opartym na metodzie elementów skończonych z jawnym całkowaniem ruchu względem czasu. Wyniki numeryczne porównano z danymi eksperymentalnymi. Główną uwagę zwrócono na lokalizację miejsca pęknięcia. Badania potwierdziły, że miejsce pęknięcia w pobliżu środka próbki, zgodnie z wymaganiami norm, można uzyskać przy małych wartościach współczynnika tarcia. Symulacja numeryczna, w połączeniu z analizą odwrotną, została wykorzystana do oszacowania rzeczywistej wartości współczynnika tarcia w przeprowadzonych próbach tłoczności metodą Nakazimy.

EN

This paper presents the numerical analisis of friction impact on the distribution of deformations obtained in Nakazima formability tests. Numerical simulations have been performed using the authors' own explicit dynamic finite element program. Numerical results have been compared with experimental data. The studies confirmed that the fracture location near the center of the specimen as required by the standards can be obtained for low values of the friction coefficient. Numerical simulation combined with the inverse analisis has been used to estimate a real value of the friction coefficient in the Nakazima formability tests.

18

Parametry siłowo-energetyczne procesu kształtowania segmentowego

Tkocz M., Grosman F.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 253

77--82

PL

W artykule scharakteryzowano proces segmentowego, objętościowego kształtowania plastycznego, który może znaleźć praktyczne zastosowanie w produkcji elementów integralnych dla przemysłu lotniczego. Przedstawiono schemat nowego, oryginalnego przyrządu pozwalającego na realizację kształtowania segmentowego na zwykłej prasie hydraulicznej. Opracowano model numeryczny, który wykorzystano do przeprowadzenia szeregu symulacji MES w celu przeanalizowania przebiegu zmian sił oraz wyznaczenia energii kształtowania modelowej odkuwki w procesie kucia segmentowego. Wykazano, że proponowany proces pozwala na wykonywanie wyrobów o dużej powierzchni i małej grubości na prasach o znacznie mniejszych naciskach niż w przypadku kucia konwencjonalnego.

EN

A bulk, incremental metal forming process has been described in the paper, having a practical application potential for manufacturing aircraft integral panels. Schematic illustration of the new, unique forming device has been presented as well. It enables conducting incremental forming on a standard hydraulic press. The numerical model has been developed and used to perform FEM simulations and to analyse press load and forming energy during incremental forming of the selected detail. It was proved that the presented forming method requires a significantly lower press load in comparison with force necessary for conventional forging of the same detail of large area and small thickness.

19

Analiza płynięcia materiału w procesie kucia segmentowego

Tkocz M., Grosman F.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 9

649--652

PL

Kucie segmentowe polega na wykonywaniu w kształtowanym materiale wgłębień o dużej powierzchni i głębokości poprzez sumowanie małych wgłębień segmentów stempla o małej powierzchni nacisku. Metoda ta pozwala na wytwarzanie elementów konstrukcyjnych z użebrowaniem, charakteryzujących się dużą powierzchnią w stosunku do grubości, przy użyciu pras o stosunkowo niewielkich naciskach. W artykule przedstawiono porównanie wyników symulacji numerycznych kucia segmentowego i kucia konwencjonalnego wybranej odkuwki modelowej. Wykazano, że płynięcie materiału i rozkład odkształcenia zastępczego w analizowanych procesach mają zupełnie odmienny charakter.

EN

Incremental forging consists in making indentations of large area and depth in a formed material by addition of small indentations of punch segments with small working surface. The method allows for manufacturing ribbed structural parts having large area/thickness ratio using presses with relatively low press load. Comparison of numerical simulation results of incremental forging and conventional forging is presented in the paper. It is shown that material flow and effective strain distribution in a workpiece forged in the analysed processes differ significantly.

20

Effect of friction on failure localization in sheet metal formability tests

Lumelskyy D., Rojek J., Marczewska I., Pecherski R., Tkocz M., Grosman F.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 1

43--48

EN

This paper presents numerical investigations of the influence of friction on sheet deformation in Nakazima type formability tests. Numerical simulations have been performed using the authors’ own explicit dynamic finite element program. Numerical results have been compared with experimental data. Location of fracture was of major interest in this work. The studies confirmed that the fracture location near the center of the specimen as required by the standards can be obtained for low values of the friction coefficient. Numerical simulation combined with the inverse analysis has been used to estimate a real value of the friction coefficient in the Nakazima formability test.

PL

Artykuł przedstawia analizę numeryczną wpływu tarcia na rozkład odkształceń w próbie tłoczności metodą Nakazimy. Symulacje numeryczne zostały przeprowadzone w autorskim programie metody elementów skończonych z jawnym całkowaniem ruchu względem czasu. Wyniki numeryczne porównano z danymi eksperymentalnymi. Główną uwagę zwrócono na położenie miejsca pęknięcia. Badania potwierdziły, że miejsce pęknięcia w pobliżu środka próbki zgodnie z wymaganiami norm można uzyskać przy niskich wartościach współczynnika tarcia. Symulacja numeryczna w połączeniu z analizą odwrotną została wykorzystana do oszacowania rzeczywistej wartości współczynnika tarcia w przeprowadzonych próbach tłoczności metodą Nakazimy.