Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of Adhesive Wear Mechanism for Application in Hybrid Tool Wear Model in Hot Forging Process

Wilkus M., Rauch Ł., Szeliga D., Pietrzyk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 4

1395--1402

EN

In hot forging process, tool life is an important factor which influences the economy of production. Wear mechanisms in these processes are dependent on each other, so modeling of them is a difficult problem. The present research is focused on development of a hybrid tool wear model for hot forging processes and evaluation of adding adhesive mechanism component to this model. Although adhesive wear is dominant in cases, in which sliding distances are large, there is a group of hot forging processes, in which adhesion is an important factor in specific tool parts. In the paper, a proposed hybrid tool wear model has been described and various adhesive wear models have been reviewed. The feasible model has been chosen, adapted and implemented. It has been shown that adding adhesive wear model increases predictive capabilities of the global hybrid tool wear model as far as characteristic hot forging processes is considered.

2

Synergetic approach to die wear modelling in hot forging process

Wilkus M., Szeliga D., Rauch Ł., Pietrzyk M.

Computer Methods in Materials Science

|

2017

|

Vol. 17, No. 4

193--204

EN

A proposition of the hybrid model of the tool wear in hot forging is described in the paper. The idea of the model was based on distinguishing various mechanisms of the tool wear and evaluation of the mutual influence of these mechanisms. The analysis of factors, cumulative wear of which is mutually dependent, confirmed that all mechanisms influence each other in some way. To cover this, the hybrid die wear model was proposed which includes significance of each mechanism and the mutual relation between them. Additionally, to include change of material parameters, modification of these parameters was account for by a feedback, passing modified die geometry and optionally material parameters into the next iteration of die wear modelling. Developed model consists of the FE simulation to which the following process parameters are supplied by the user: wear mechanisms blocks containing adequate models, significance models and extrapolation routines for results or input parameters, component to apply computed wear value as a die geometry and control the computation of multi-iteration wear prediction. Some mechanisms blocks contain additional components for computing correction of surface parameters altered by thermomechanical fatigue, cracks or increased porosity. Numerical tests of the model were performed for the second operation in the forging of clutch wheel. Comparison of predictions and measurements confirmed improvement of the model predictive capability when synergy of the three mechanisms was accounted for.

PL

W pracy opisano hybrydowy model zużycia narzędzi w procesie kucia na gorąco. Idea modelu bazuje na rozróżnieniu mechanizmów degradacji narzędzi i ocenie ich wpływu na siebie. Analiza czynników, których sumaryczne zużycie jest wzajemnie zależne, wykazała, że wszystkie mechanizmy wpływają na siebie. Aby to wziąć pod uwagę, opracowano hybrydowy model uwzględniający istotność każdego z mechanizmów oraz ich synergię. Dodatkowo uwzględniono zmianę własności materiału narzędzia w czasie kucia kolejnych odkuwek. Zrealizowano to poprzez sprzężenie zwrotne przekazujące nowy kształt narzędzia i własności materiału do następnej iteracji. Opracowany model obejmuje symulację metodą elementów skończonych z następującymi parametrami wprowadzanymi przez użytkownika: blok mechanizmów zużycia zawierający odpowiednie modele, procedury ekstrapolacji dla parametrów wejściowych i wyjściowych, modele istotności, komponenty' przeliczające zużycie na kształt narzędzia oraz blok sterowania iteracyjnymi obliczeniami zużycia. Niektóre bloki dla mechanizmów zużycia zawierają dodatkowe składniki pozwalające korygować parametrów powierzchni uwzględniając wpływ termomechanicznego zmęczenia, mikro- pęknięć i wzrostu porowatości. Numeryczne testy modelu zostały przeprowadzone dla drugiej operacji kucia kola czołowego sprzęgła. Porównanie wyników obliczeń i pomiarów potwierdziło poprawę dokładności kiedy zastosowano model uwzględniający synergię trzech mechanizmów.

3

Stworzenie podstaw do budowy hybrydowego modelu zużycia narzędzi do kucia na gorąco

Wilkus M., Rauch Ł., Polak S., Gronostajski Z., Pietrzyk M

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 267

103--108

PL

Motywacją dla wykonanych badań była próba stworzenia podstaw dla modelu zużycia narzędzi do kucia uwzględniającego różne mechanizmy zużycia. Bazą dla koncepcji modelu były symulacje metodą elementów skończonych procesu kucia. Obliczone parametry sklasyfikowano w aspekcie wpływu na różne mechanizmy zużycia. Następnie na etapie post-processingu wykonano analizę wrażliwości i oceniono wpływ tych parametrów na zużycie narzędzi, a wyniki porównano z pomiarami ubytku materiału i głębokości pęknięć dla wybranej odkuwki. Przeprowadzono analizę porównawczą dla różnych fragmentów powierzchni i wyznaczono jakościową korelację między tymi pomiarami i obliczonymi parametrami. Na tej podstawie stworzono koncepcję budowy hybrydowego modelu zużycia narzędzi do kucia.

EN

An attempt to build the tool wear model, which accounts for various mechanisms of wear, was the motivation. Finite element simulations created the basis for this analysis. Calculated parameters were classified according to their influence on various wear mechanisms. Following this during post-processing sensitivity analysis was performed and influence of these parameters on the tool wear was evaluated. The results were compared with the measurements of wear and cracks depth at various points of the die. Qualitative correlation between measurements and calculated parameters was assessed and the basis for the hybrid tool wear model was proposed.

4

Modelling of the die wear in the hot forging process using the Archard model

Wilkus M., Polak S., Gronostajski Z., Kaszuba M., Rauch M., Pietrzyk M.

Computer Methods in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, No.2

311--321

EN

In hot forging, die wear is the main cause of failure and cost of dies is a meaningful part of the manufacturing costs. In this paper, the wear analysis of a closed hot forging die used at the final stage of a component manufacturing has been performed. The simulation of forging process was carried out by commercial finite element software and the depth of wear was evaluated using Archard model. The results of the die wear measurements were used for identification of material parameters in the die wear model. Changes of the material parameter and hardness of the die material with increasing number of forgings were introduced in the model. By comparing the numerical results with measurements taken from the worn die, the accuracy of the model was evaluated for different points of the die surface. The parts of the die in which other than abrasive wear mechanism are active were identified.

PL

W procesach kucia na gorąco zużycie narzędzi jest główną przyczyną ich zniszczenia i koszty narzędzi są znaczącą częścią całkowitych kosztów produkcji. W niniejszej pracy przeprowadzono analizę kucia w matrycach zamkniętych, stosowanego w końcowym etapie wytwarzania wyrobów kutych. Symulacje procesu kucia wykonano programem wykorzystującym metodę elementów skończonych połączoną z modelem Archarda i na podstawie tych symulacji określono wielkość zużycia ściernego. Wyniki pomiarów wielkości zużycia wykorzystano do identyfikacji parametrów materiałowych w modelu zużycia. Na podstawie porównania wyników obliczeń numerycznych z pomiarami matryc po odkuciu różnej liczby odkuwek oceniono dokładność modelu dla różnych punktów matrycy. Pozwoliło to na zidentyfikowanie obszarów matrycy, w których inne mechanizmy niż zużycie ścierne są odpowiedzialne za zużycie narzędzi.