Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 13

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  anizotropia plastyczna
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
Przy ocenie odkształcalności blach najczęściej korzysta się z wyznaczania wartości wykładnika krzywej umocnienia odkształceniowego oraz współczynnika anizotropii właściwości plastycznych. Badania eksperymentalne blach z różnych materiałów wykazały zasadnicze różnice ich odkształcalności, określane jako „typu mosiądz” oraz „typu stal”, przejawiające się brakiem lub wyraźną zależnością poziomu odkształceń granicznych od stanu odkształcenia. W pracy zawarte są wyniki badania właściwości mechanicznych w próbie jednoosiowego rozciągania oraz krzywych odkształcalności granicznej (KOG) w teście wg Marciniaka z płaskim stemplem, dla blachy ze stopu AMS 5599. Przeprowadzono obliczenia przebiegu krzywej odkształcalności granicznej przy pomocy różnych metod − wyniki obliczeń porównano z wynikami eksperymentu.
EN
The formability of sheet metal has frequently been expressed by the value of strain hardening exponent and plastic anisotropy ratio. However experimental studies of formability of various materials have revealed basic differences in behaviour, such as the “brass-type” and the “steel-type”, exhibiting respectively, zero and positive dependence of forming limit on the strain ratio. In this study mechanical properties and the Forming Limit Diagram of the AMS 5599 sheet metal was determined using uniaxial tensile test and Mar ciniak’s flat bottomed punch test respectively. Different methods were used for the FLD calculation − results of these calculations were compared with experi mental results.
2
Content available Forming limit diagram of the AMS 5599 sheet metal
EN
Formability of sheet metal is dependent on the mechanical properties. Some materials form better than others - moreover, a material that has the best formability for one stamping may behave very poorly in a stamping of another configuration. For these reasons, extensive test programs are often carried out in an attempt to correlate material formability with value of some mechanical properties. The formability of sheet metal has frequently been expressed by the value of strain hardening exponent and plastic anisotropy ratio. The stress-strain and hardening behaviour of a material is very important in determining its resistance to plastic instability. However experimental studies of formability of various materials have revealed basic differences in behaviour, such as the ”brass-type” and the ”steel-type”, exhibiting respectively, zero and positive dependence of forming limit on the strain ratio. In this study mechanical properties and the Forming Limit Diagram of the AMS 5599 sheet metal were determined using uniaxial tensile test and Marciniak’s flat bottomed punch test respectively. Different methods were used for the FLD calculation - results of these calculations were compared with experimental results.
PL
Zdolność do przyjmowania odkształceń plastycznych podczas kształtowania blach zależy od ich właściwości mechanicznych Odkształcalność blach zależy od rodzaju materiału - a ponadto, materiał który wykazuje dobrą odkształcalność podczas kształtowania wytłoczki o określonej geometrii, może sprawiać trudności podczas kształtowania wytłoczki o innej konfiguracji. Z tego powodu prowadzone są liczne prace badawcze mające na celu określenie relacji pomiędzy odkształcalnością blach a wartością parametrów mechanicznych materiału. Przy ocenie odkształcalności blach najczęściej korzysta się z wyznaczania wartości wykładnika krzywej umocnienia odkształceniowego oraz współczynnika anizotropii właściwości plastycznych. Znajomość charakterystyk odkształcenie-naprężenie oraz wskaźników umocnienia odkształceniowego jest bardzo ważna przy określaniu odporności na lokalizację odkształcenia. Badania eksperymentalne blach z różnych materiałów wykazały zasadnicze różnice ich odkształcalności. określane jako "typu mosiądz” oraz "typu stal”, przejawiające się brakiem lub wyraźną zależnością poziomu odkształceń granicznych od stanu odkształcenia. W pracy zawarte są wyniki badania właściwości mechanicznych w próbie jednoosiowego rozciągania oraz KOG w teście wg Marciniaka z płaskim stemplem, dla blachy ze stopu AMS 5599. Przeprowadzono obliczenia przebiegu krzywej odkształcalności granicznej przy pomocy różnych metod - wyniki obliczeń porównano z wynikami eksperymentu.
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.
4
Content available remote Modelowanie procesu kształtowania blach w programie Abaqus
PL
Praca zawiera wyniki badań eksperymentalnych oraz symulacji numerycznych kształtowania wytłoczek prostokątnych z dnem stożkowym. Do numerycznej analizy procesu wytłaczania metodą elementów skończonych użyto program Abaqus oparty na metodzie elementów skończonych. Do opisu właściwości plastycznych blachy zastosowano model izotropowy Huber-Mises oraz model anizotropowy opisany równaniem kwadratowym Hilla. Podobnie zjawisko tarcia zamodelowano poprzez wprowadzenie jednakowej wartości współczynnika tarcia dla wszystkich powierzchni oraz za pomocą modelu anizotropowego. Porównanie wyników symulowanego rozkładu grubości ścianek wytłoczek z pomiarami eksperymentalnymi wykazało, iż uwzględnienie anizotropii plastycznej materiału oraz anizotropii oporów tarcia w modelu MES powoduje, że wyniki symulacji są bardziej zbliżone do wyników doświadczalnych.
EN
The article contains results of experimental researches and numerical simulations of forming of rectangular drawpieces with conical bottom. The numerical analysis of sheet metal forming by finite element method was carried out using Abaqus program. To describe the plastic properties of sheet metal Huber-Mises isotropic model and Hill anisotropic model were used. Similarly the friction phenomenon was modelled by using the same value of friction coefficient for all surfaces and anisotropic model. Comparison of simulation results with experimental results demonstrated that including the plastic anisotropy and the friction anisotropy in the numerical model causes that simulation results are more approximated to the experimental measurements.
EN
It is well known that yield strength and strain hardenin g of metals strongly depend on the grain size and on the purity of samples. However, the crystallographic texture also plays an important role in terms of describing the mechanical properties. Usually it is difficult to distinguish between all these contributions to the material behavior. If one wants to measure the effect of texture alone without being disturbed by different kind of effects, it is necessary just to change the texture and keep everything else constant. We here report tensile tests of high purity aluminum foils of two different thicknesses. In order to separate the influence of the texture from grain size and impurity effects, we have cut 99.999% purity aluminum foils either parallel or diagonal from identical sheets. Further, the sample preparation included a heat treatment for two hours at 550°C. Thereby, a pronounced cubic texture was obtained. Using a tolerance angle of 10° for the Euler angles, we obtained 30.6% cubic texture for 270 pm thick foils and 36.2% cubic texture for 540 un thick foils. Then tensile tests were performed, where the angle between the tensile direction and the rolling direction was either 0° or 45°. The latter samples showed a smaller flow stress at low strain but a higher ultimate tensile strength at the end. This result was nicely reproduced by the foils of either thickness. In the last experimental step, the texture of the deformed specimens was recorded. It was found that the texture evolution is clearly altered when the orientation of the samples is changed. Nevertheless, the deformed samples have in common that the orientations of the grains are spread over wide angles after the tensile tests. Finally, an attempt was made to interprete the measured flow stress with the Taylor model. According to this model the elongation of the sample is generated by five operating slip systems in any grain. Taylor used the minimum shear principle to select the five active slip systems among the 12 slip systems of the fcc geometry with respect to the orientation of the grains. The ratio of the overall shear of the active slip systems to the macroscopic strain of the sample is the so called Taylor factor. The average Taylor factor should be proportional to the measured flow stress at low strain. However, first calculations yield deviating results. A possible explanation for this discrepancy could be that the number of active slip systems is actually below five.
PL
Wiadomo, że umowna granica plastyczności i umocnienie odkształceniowe metali silnie zależą od wielkości ziarna i czystości próbek. Jednakże, tekstura krystalograficzna także odgrywa ważną rolę przy określeniu własności mechanicznych. Zwykle trudno jest rozróżnić wpływ wszystkich tych czynników na zachowanie materiału. Jeśli chce się zmierzyć efekt samej tekstury bez zakłócania przez inne rodzaje zjawisk, konieczne jest zmieniać właśnie teksturę, a pozostawić wszystkie inne czynniki stale. W pracy przedstawiamy próby rozciągania wysokiej czystości folii aluminiowych o dwóch grubościach. Aby oddzielić wpływ wielkości ziarna i zanieczyszczeń od efektu tekstury wycieto folię z aluminium o czystości 99.999% albo równolegle albo diagonalnie z identycznych arkuszy cienkich blach. Dalsze przygotowanie próbek obejmowalo obróbkę cieplną w 550°C. W ten sposób uzyskano wyraźną teksturę sześcienna. Stosując kątową tolerancję 10° dla katów Eulera otrzymaliśmy 31% tekstury sześciennej dla folii o grubości 270 um i 38% dla folii o grubości 540 um. Próby rozciągania wykonano przy dla katów pomiędzy kierunkiem rozciągania, a kierunkiem walcowania albo 0° albo 45°. Ostatnie próbki wykazały mniejszą wytrzymałość plastycznit przy niskim odksztalceniu, ale wyższą końcową wytrzymałość na rozciąganie. Ten wynik ściśgle powtórzył się dla każdej z grubości folii. W ostatnim etapie eksperymentu zbadano teksture odksztalconych próbek. Stwierdzono, że rozwój tekstury wyraźnie zmienia się kiedy zmienia się orientacja próbki. Niemniej jednak, wspólne dla odkształconych próbek było, że próbie rozciągania orientacje ziaren były rozmyte w szerokim zakresie kątowym. Na zakończenie, podjęto próbę interpretacji zmierzonej wytrzymałości plastycznej przy pomocy modelu Taylora. Zgodnie z tym modelem wydłużenie próbki jest generowane przez pięć systemów poślizgu działających w każdym ziarnie. Taylor uzyl zasady minimalnego ścinania, aby wybrać pięć aktywnych systemów poślizgu — spomiędzy 12 systemów pślizgu dla geometry RPC — w zależności od orientacji ziaren. Stosunek całkowitego ścinania w aktywnych systemach poślizgu do makroskopowego odkształcenia próbki nazywane jest współczynnikiem Taylora. Średni współczynnik Taylora powinien być proporcjonalny do zmierzonej wytrzymałości plastycznej przy niskim odkształceniu. Jednakowoż pierwsze obliczenia dały błędne, odchylne wartości.Możliwym wyjaśnieniem dla tej niezgodności mogłoby być mniej niż pięci aktywnych systemów poślizgu.
6
Content available remote Incremental sheet forming process modelling - limitation analysis
EN
Purpose: of this paper is incremental sheet forming (ISF) process modelling. Main attention is paid to limitation analysis. Two kinds of risks are considered: material failure and tool failure. Aim of the current study is to minimize both risks i.e. provide limits for safe manufacturing. Design/methodology/approach: Experimental, numerical and theoretical investigation is performed. The test procedures are designed for determining FLD and forming force components in ISF process. The ISF process is modelled using FEM software LS-DYNA (fully integrated shell elements). In numerical analysis the plastic anisotropy is considered (Hill's second and Barlat's higher order yield criteria). Findings: The influence of plastic anisotropy on two formability characteristics - FLD and forming load components is studied. In both cases the effect of plastic anisotropy is found to be significant. It is shown that variation of the Lankford coefficient(s) in range 0.5 - 3.0 may cause changes on the formability characteristics over ten percent. Research limitations/implications: Limitations on forming angle, complications with considering elastic spring-back. Practical implications: The estimates on forming load components can be used for tooling selection in order to avoid tool failure. The FLD can be used in order to separate safe and unsafe forming areas in ISF process. Originality/value: An approximate theoretical model is proposed (based on Iseki's model). Incremental sheet forming strategies for determining forming limit diagram (FLD) are pointed out.
7
Content available remote A simple algorithm for formability analysis
EN
Purpose: of this paper is to develop a simple algorithm for local and diffuse necking analysis, which covers different yield criteria and strain hardening laws. Design/methodology/approach: Theoretical study, application of plasticity theory. Numerical analysis, FLD determination. Experimental verification (material parameters and FLD). Comparison of obtained results with the results available in literature. Both, stress and strain based FLD-s are considered. Findings: The dimensionless in stability tensors are introduced. The plastic instability criterion in tensor notation is derived. The capabilities of the derived instability criteria are improved using different anisotropic yield criteria from Hill48 up to BBC2003. A test procedure for determining material properties and forming limits in plane strain condition for sheet metal is performed. Reseach limitations/implications: The study is based on classical instability conditions. The stress-strain behavior of the material is described with empirical equation (the strain rate and also temperature dependence of the flow stress are not considered). Practical implications: The forming limit curve determined defines boundary between elastic or stable plastic deformation (below curve) and unsafe flow (above curve). The risk of failure is determined by the distance between the actual strain condition in the forming process and the forming limit curve. Originality/value: A simple algorithm for local and diffuse necking analysis is proposed. The dimensionless instability tensors introduced can be used for theoretical improvements.
PL
W pracy przedstawiono kompleksową ocenę podatności do tłoczenia blachy ze stopu aluminium gatunku 6082, w stanie „0”, o grubości 2 mm. Wyznaczono najważniejsze technologiczne wskaźniki tłoczności i fundamentalne cechy materiałowe, stanowiące o podatności blachy do tłoczenia w określonej operacji technologicznej. Uzyskane wyniki badań wskazują na przydatność badanej blachy do różnych procesów kształtowania plastycznego.
EN
Complex assessment of drawability of a sheet from the 6082-grade aluminium alloy in the “0” state, 2 mm in thickness, has been presented. The main technological drawability indices and fundamental material properties conditioning sheet drawability during specific technological operation have been determined. The results obtained indicate that the sheet under test can be subjected to different processes of plastic forming.
PL
Przedstawiono doświadczalną weryfikację modelowania MES kształtowania wytłoczek prostokątnych z dnem stożkowym. Do numerycznej analizy procesu wytłaczania użyto pakietu MSC.Marc MENTAT 2001 jako efektywnego narzędzia do przestrzennej analizy procesu kształtowania blach. Opracowane modele numeryczne uwzględniały zmianę oporów tarcia oraz właściwości mechanicznych blachy stalowej głąbokotłocznej kategorii SB wraz ze zmianą orientacji od kierunku walcowania. Weryfikację wyników symulacji numerycznych przeprowadzono przez pomiar lokalnych zmian grubości ścianek wytłoczek, otrzymanych w próbie tłoczenia. Stwierdzono wysoką zgodność pomiądzy otrzymanymi modelami MES oraz wynikami eksperymentalnymi.
EN
Results of experimental validation of the FEM based modelling of forming rectangular drawpieces with a conical bottom have been presented. Numerical analysis of the drawing process has been performed using MSC.Marc MENTAT 2001 software, which is an efficient tool for spatial analysis of the sheet forming process. The numerical models were developed, taking into account changes of frictional resistance and mechanical properties of the SB grade deep drawing steel sheet at the orientation change in relation to rolling direction. Verification of the obtained results of numerical simulation was made by the measurement of local changes in a wall thickness of drawpieces obtained during drawing tests. Good agreement between simulation-based and experimental results has been found.
10
EN
The stress-strain relation, exemplified on tensile test measurement of CuZn37 brass, copper and aluminium, is considered according to Ludwigson model, and values of transient limit elongation are calculated. That concept is compared to the dependence of r-value on elongation and an analogue transient limit is defined. Both values are of the same order and considerably greater than the elongation defined earlier by the author, below which the r-value is non-real, i.e. has negative value.
PL
Zależność naprężenia od odkształcenia, rozważana zgodnie z modelem Ludwigsona na przykładzie wybranych wyników z rozciągania wyciętych z blachy próbek mosiężnych, miedzianych i aluminiowych, posłużyła do wyznaczenia wydłużenia, ograniczającego zakres przejściowy. Ta koncepcja została porównana z zależnością od wydłużenia współczynnika anizotropii plastycznej, gdzie definiowana jest analogiczna wartość granicznego wydłużenia. Obydwie wartości są tego samego rzędu i znacznie większe niż określane przez autora wcześniejwydłużenie, poniżej którego współczynnik aniozotropii plastycznej przyjmuje wartości ujemne czyli nierzeczywiste.
11
Content available remote The influence of plastic strain on twinning stress in Cu-8at. %AI single crystals
EN
Face-centred cubic (FCC) metals and alloys usually are deformed plastically by slip and twinning. Deformation twinning becomes especially important when FCC materials are subjected to large plastic deformations (e.g. rolling, drawing). The main aim of this paper is to emphasize the necessity of incorporating of this mode of plastic deformation into the model of mechanical properties of FCC metals and alloys subjected to large deformations. The paper gives an experimental evidence of the influence of plastic strain on the critical resolved shear stress for twinning and also some other experimental observations of plastic anisotropy of the deformed Cu-8at. %Al single crystals.
PL
W technologii przetwórstwa metali bardzo często dąży się do poprawienia własności wytrzymałościowych materiałów, w czym pomocny może stać się proces bliźniakowania. Wystąpienie zjawiska bliźniakowania jest bowiem związane z dużymi naprężeniami w sieci krystalicznej i dlatego zaczyna się ono dopiero po pewnym okresie odkształcenia plastycznego, wtedy gdy substruktura dyslokacyjna wewnątrz materiału zostanie odpowiednio naprężona. Deformacja przez bliźniakowanie staje się szczególnie istotnym sposobem deformacji w obszarach dużych odkształceń plastycznych (np. walcowania, ciągnienia). Zatem aby poprawnie zamodelować proces technologiczny, należy wziąć pod uwagę działające mechanizmy deformacji w skali podstawowej, czyli uwzględnić zmiany zachodzące w pojedynczym ziarnie. Niniejsza praca, oparta na badaniach monokrystalicznego stopu Cu-8at. %AI, ma na celu wyjaśnienie przyczyn poprawienia własności wytrzymałościowych badanego materiału, który odkształca się plastycznie zarówno przez poślizg, jak i przez bliźniakowanie. Przeprowad7;ono, więc eksperyment z tak zwaną nieciągłą zmianą orientacji. Polegał on na tym, że wyjściowe monokryształy o określonej geometrii zostały odkształcone na etapie deformacji pierwotnej do punktu pojawienia się pierwszego pasma bliźniaczego. Następnie z tak przygotowanej próbki wycięto pod różnymi kątami względem głównej osi odkształconego kryształu wyjściowego próbki wtórne, uaktywniając za każdym razem inny główny system deformacji. Podczas deformacji próbek wtórnych zaobserwowano dwa sposoby ich odkształcania się: (i) bliźniakowanie oraz (ii) bliźniakowanie poprzedzone okresem inkubacyjnym deformacji przez poślizg. Przypadek drugi poddano systematycznym badaniom doświadczalnym, w wyniku, których określono wpływ odchylenia kątowego osi próbek wtórnych od kierunku rozciągania odkształconego kryształu wyjściowego na wielkość naprężenia bliźniakowania w systemie bliźniakowania C3. Uzyskane wyniki pokazują jednoznacznie, że podczas oddalania się z osią rozciągania próbki wtórnej "dziecka" od osi próbki "matki" okres inkubacyjny deformacji kryształu przez poślizg wydłuża się, a wartość naprężenia krytycznego dla transformaty bliźniaczej C3 staje się w wyniku umocnienia odkształceniowego coraz wyższa. Takie zachowanie się próbek wtórnych skłoniło autorów do przeprowadzenia eksperymentu rozszerzonego o kolejny krok, czyli przygotowania z próbki wtórnej kolejnej próbki - "wnuka". Otrzymane wyniki doświadczalne w pełni potwierdziły istotny wpływ odkształcenia plastycznego przez poślizg lub, alternatywnie, gęstości dyslokacji na wielkość krytycznego naprężenia bliźniakowania w materiałach RSC badanych w temperaturze otoczenia. Stwierdzono, że w badanych monokryształach Cu-8%at.AI naprężenie bliźniakowania może zmieniać się co najmniej dwukrotnie i osiągać wartość około 200 MPa, co koresponduje z wartością 0.5 GPa naprężenia rozciągania i wynika z istotnego wzrostu gęstości dyslokacji na etapie inkubacyjnego okresu odkształcenia przez poślizg. W pracy wskazano ponadto na konieczność uwzględnienia zjawiska bliźniakowania mechanicznego podczas modelowania procesów odkształcenia plastycznego materiałów RSC, szczególnie w obszarach dużych deformacji, a zatem w tych obszarach, które mają duże znaczenie w technologii przetwórstwa metali i stopów.
12
Content available remote Origin of the ridging phenomenon in ferritic stainless steels.
EN
The subject of investigation is the ridging phenomenon, occuring in ferritic stainless chromium steels. The origin of this undesirable surface phenomenon is connected with the observed strips of texture inhomogeneities showing plastic anisotropy. Basing on measurements of crystallographic orientation topography in the sample area the development of texture inhomogeneities together with the ridging effects in the earlier stages of the process of sheet production were investigated. The proposed changes in the traditional technological processing of sheets from this steel type are intended to limit the occurrence of the ridging effect.
PL
Przedmiotem badań jest zjawisko żebrowania występujące w blachach ferrytycznej stali chromowej odpornej na korozję. Przyczyny tego niekorzystnego zjawiska powierzchniowego związane są z pasmowymi niejednorodnościami tekstury wykazującymi anizotropię plastyczną. W oparciu o pomiar topografii orientacji krystalograficznych w obszarach próbki badano rozwój niejednorodności tekstury wraz z efektami żebrowania we wczesnych stadiach procesu produkcji blach. Zaproponowano zmiany w tradycyjnej technologii produkcji blach w celu ograniczenia występowania efektu żebrowania.
EN
Model of evolution of plastic anisotropy due to crystallographic texture development in metals subjected to large deformation processes is presented. The rigid-plastic model of single grain with regularized Schmid law proposed by Gambin is used. Phenomenological and physical descriptions of plastic flow of polycrystals are discussed. Properties of any yield function for orthotropic material subjected to the plane stress state are outlined. Yield conditions of degree m proposed by Hill and Barlat with Lian are analyzed. Finally, phenomenological texture-dependent yield surface is proposed. Evolution of this yield surface is compared with phenomenological yield conditions for two processes: rolling and pure shear.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.