Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Prediction of fracture onset in flashless warm forging Mg alloy AZ61

100%

Skubisz P. , Lisiecki Ł.

Computer Methods in Materials Science

|

2019

|

tom Vol. 19, No. 3

100--106

EN

The paper presents an innovative precision forging process, highlighting the use of advanced simulation of net forging process in multiple-tool die set with consideration of counter-pressure and interaction of components so as to control speed and displacement of metal flow. In addition to the use of finite element method in optimization of process conditions, damage criteria have been formulated to investigate the effect on plasticity and tendency of formation of defects and define process conditions which contribute to cracking occurrence in warm forging of magnesium alloy AZ61. Both forged samples and numerical simulation prediction indicate minimization of cracking hazard in lower work-temperature range at relatively high strain rate by employing counter-pressure imposing hydrostatic component into state of stress.

PL

Praca dotyczy analizy wpływu zastosowania przeciwnacisku w procesie kucia dokładnego przy zastosowaniu bezwypływkowej metody opartej na równowadze ciśnień. Przedstawiona koncepcja narzędzi do kucia dokładnego metodą bezwypływkową jest innowacyjnym rozwiązaniem, które nie jest jeszcze dobrze rozeznane, zwłaszcza w zakresie optymalnego doboru parametrów kinematycznych procesu. Odpowiednia konstrukcja matryc z ruchomymi wkładkami oraz dobór prędkości poszczególnych narzędzi, jak również wartości przeciwnacisków wywieranych przez elementy matryc składanych zapewniają zwiększenie plastyczności materiału, umożliwiając kucie bezwypływkowe w jednej operacji kucia. Pozwala to wytwarzać odkuwki porównywalne do kształtów uzyskiwanych na urządzeniach wielooperacyjnych typu Hatebur, eliminując obróbkę skrawaniem do niezbędnego minimum. Zapewniając poprawę plastyczności, umożliwia również kształtowanie materiałów trudnoodkształcalnych, takich jak stopy magnezu. Przedstawione wyniki kucia stopu magnezu potwierdzają możliwości wykorzystania tej techniki do kucia odkuwki cienkościennej ze stopu AZ61 w zakresie temperatur przeróbki na ciepło oraz jednoczesnych dużych prędkościach odkształcania. Powodzenie kucia bezwypływkowego w układzie wielonarzędziowym, w przeciwieństwie do typowych procesów kucia bezwypływkowego nie zależy tylko od dokładnego doboru masy wsadu do kucia. Aby zapewnić optymalny schemat płynięcia metalu, prędkości narzędzi, wartość nacisków i przeciwnacisków kompensatora oraz jego położenie muszą być ściśle określone i kontrolowane w całym cyklu odkształcania. Stąd przedstawiona technika kucia, wymaga dokładnego sterowania parametrami procesu kucia. Z uwagi na obiektywne trudności kontrolno-pomiarowe, optymalizacja procesu w oparciu o próby fizyczne jest trudna. Zastosowanie technik komputerowych umożliwia analizę powiązań ciśnienia podtrzymującego kompensator ze zmianami plastyczności oraz zapewnia informacje poznawcze dotyczące wpływu przeciwnacisku na rozkład naprężeń i stanu naprężeń, pozwalając tym samym na parametryzację zmiennych procesowych. Jednocześnie, analiza numeryczna w programie QFormVX, umożliwiła powiązanie warunków procesowych z prognozowaniem ryzyka powstawania pęknięć w oparciu o kryteria Cockcrofta-Lathama i Freudenthala, które potwierdziły zasadność założeń konstrukcyjnych, wskazując zakresy najkorzystniejszych wartości przeciwnacisków.

2

Evaluation of cracking risk of 80MnSi8-6 nanobainitic steel during hot forging in the range of lower temperature limits

80%

Lisiecka-Graca P. , Lisiecki Ł. , Zyguła K. , Wojtaszek M.

Materials Science Poland

|

2024

|

tom Vol. 42, No. 1

171--185

EN

Nanobainitic steels exhibit an exceptional combination of high strength, good plasticity, impact toughness, and wear resistance. They are suitable for the production of large mass components through the open-die forging process. Subsequently, the forgings are air-cooled. An obstacle of this method is the extended time required for the large forgings to undergo a bainitic transformation, making the industrial implementation of this process economically unjustifiable. Nevertheless, nanobainitic steels also allow for the open-die forging of small batches of structural elements with high property requirements. A technological limitation lies in the necessity of performing a series of operations, leading to a prolonged processing time dependent on the shape of the product and the degree of deformation. Therefore, inter-operational reheating is often necessary, incurring costs and time consumption. This is particularly relevant to forgings with a mass ranging from a few to several dozen kilograms, which, due to their low thermal capacity, rapidly dissipate heat to the surroundings and tools. Designing an economical process with a limited number of reheating cycles requires advanced knowledge of material behavior under thermo-mechanical deformation parameters, including boundary conditions where a significant decrease in plasticity occurs and the risk of crack initiation. To obtain this information, a comprehensive analysis of the influence of thermo-mechanical parameters applied during the deformation of nanobainitic steel at relatively low temperatures on the flow characteristics and crack formation was conducted. To achieve this goal, the Digital Image Correlation method, the finite element method modeling considering damage criteria, and the macrostructural evaluation of deformed specimens were employed.

3

The numerical analysis of selected defects in forging processes

80%

Łukaszek-Sołek A. , Bednarek S. , Lisiecki Ł. , Skubisz P.

Computer Methods in Materials Science

|

2019

|

tom Vol. 19, No. 3

89--99

EN

Technological development and growing performance expectations these days force quality attitude from the forging industry, which needs to be implemented at the very initial stage of design. Tendency of weight reduction calling for high-strength steels and near-net forging results in sophisticated geometries to be forged under severe work conditions producing low workability. One of the cost-effective contemporary tool to support the design of forging technology is numerical modeling. State of art in computer codes for prediction of the metal behavior during deformation gives high credits to computer simulation, which allows significant reduction of research and development costs. On the other hand, the method prevailing in this field, finite element method (FEM) has some limitations, for instance, the results are indirectly applicable as some of the defects can only be recognized by use of auxiliary criteria for interpretation of the simulation results.

PL

Wysokie wymagania stawiane przez klientów oraz potrzeba obniżenia kosztów produkcji przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości produktów powodują konieczność uwzględnienia specjalnych modeli i kryteriów w analizie numerycznej procesów kucia. Najnowsze podejścia oferowane przez producentów komercyjnego oprogramowania nie obejmują kompleksowej analizy wad. W wielu przypadkach konieczne jest uwzględnienie podprogramów stworzonych przez użytkownika i poświęconych konkretnym operacjom kucia. Interdyscyplinarna wiedza pozwala wybrać odpowiednią technikę prognozowania defektów typową dla analizowanego procesu kucia. Głównym celem artykułu przeglądowego jest pokazanie najnowszych narzędzi, ich modyfikacji i rozszerzeń do przewidywania defektów często obserwowanych w procesie przemysłowym kucia z wykorzystaniem modelowania MES. Metodologia badań polegała na połączeniu modelowania numerycznego, testów laboratoryjnych i analizy procesów przemysłowych.

4

Effect of forging sequence on evolution of parameters controlling microstructure in multistage drop forging process

80%

Skubisz P. , Lisiecki Ł. , Majta J. , Krzysztof M.

Computer Methods in Materials Science

|

2019

|

tom Vol. 19, No. 3

81--88

EN

The study presents the comparative analysis of competitive techniques of forging and its effect on microstructure. Numerical modeling of temperature and strain fields let theoretical prediction of the microstructure development in multi-stage drop forging process consisting of progressive sequence of multiple blows in preforming and die-impression forging operations. The aim of the modeling was prediction of the parameters of austenite in as-forged condition, prior to direct cooling and microstructure parameters of transformation products. Dynamic recrystallization kinetics were analyzed with use of Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) model, taking advantage of numerically calculated of temperature, strain and strain-rate in selected location in the volume of the part. The obtained results show the possibility of look-ahead microstructure prediction in multi-stage hammer-forging process and form the basis for comprehensive selection of the forging process parameters aimed at producing required microstructure and its uniformity in the bulk.

PL

W pracy przedstawiono analizę porównawczą trzech sposobów kucia wielowykrojowego, która obejmuje dwa aspekty: 1) wpływ technologii na wskaźniki techniczno-ekonomiczne i siłowo-energetyczne oraz 2) rozkład w objętości i zmiany w czasie parametrów termo-mechanicznych, wpływających na kinetykę zjawisk dynamicznych w odkształcanym materiale oraz jakość odkuwki. Na podstawie wyników modelowania numerycznego oceniono wpływ zmian w technologii kucia na rozkład odkształceń, prędkość odkształcenia oraz temperatury w reprezentatywnych przekrojach odkuwki. Na ich podstawie wykonano modelowanie rozwoju mikrostruktury, oparte o klasyczne modele zarodkowania i rozrostu ziarna podczas rekrystalizacji dynamicznej i przemiany dyfuzyjnej przechłodzonego austenitu w oparciu o model JMAK. Jak wskazują wyniki modelowania, zmiany sposobu lub warunków kucia matrycowego stwarzają możliwości istotnego oddziaływania na rozkład odkształceń i silnie wpływają na temperaturę w objętości okuwki. To z kolei, może być wykorzystane do zniwelowania niekorzystnego wpływu warunków odkształcania na mikrostrukturę lub jej poprawy. Przedstawione wykresy pokazują istotne zmiany wielkości ziarna wraz z progresją odkształcenia w analizowanych punktach odkuwki. Jak widać, kształt odkuwki nie sprzyja uzyskaniu jednorodnego odkształcenia. Relatywnie małe odkształcenie podczas wstępnego spłaszczania pręta poprzedzający kilkunastosekundowy okres działania wysokiej temperatury, do momentu matrycowania, sprawia, że w obszarze zgrubienia prognozowane jest największe ziarno. Największe odkształcenie występuje w obszarze trzonu, jednakże sposób wstępnego kształtowania przedkuwki tego fragmentu odkuwki skutkuje przesunięciem w czasie odkształceń cząstkowych, przez co nawet na długości trzonu mogą wystąpić zmiany mikrostruktury. Zróżnicowanemu odkształceniu w zgrubieniu oraz trzonie odkuwki towarzyszą duże różnice prędkości odkształcenia, co przekłada się na kumulację odkształcenia w czasie. Analiza rozwoju mikrostruktury pozwala na odpowiednią korektę warunków kontrolowanego chłodzenia dla charakterystycznych fragmentów odkuwki, jak również odpowiednią korektę sekwencji i warunków realizacji kolejnych operacji kucia.

5

Perceptive review of augmented reality applications and their outlooks in the forging industry

61%

Sitko M. , Wesołowski B. , Adamus J. , Lisiecki Ł. , Piotrowska-Madej K. , Madej Ł.

Computer Methods in Materials Science

|

2020

|

tom Vol. 20, No. 2

72--80

EN

Perceptive review of augmented reality applications in the forging industry is the primary goal of the paper. The differences between the Virtual (VR) and Augmented (AR) realities are highlighted first. Examples of the AR technology's various industrial applications are then presented, which is followed by the evaluation of capabilities of the approaches in the forging industry. The two practical case study solutions were implemented, and their operational capabilities under industrial conditions were tested. Examples of obtained results are presented within the paper.

PL

W pracy przedstawiono przegląd wybranych zastosowań technologii rozszerzonej rzeczywistości ze szczególnym uwzględnieniem przemysłu kuźniczego. W pierwszej kolejności omówiono różnice pomiędzy technologią rzeczywistości wirtualnej (VR, ang. Virtual Reality) i rozszerzonej (AR, ang. Augmented Reality). Następnie przedstawiono przykłady zastosowań przemysłowych technologii AR. W kolejnym etapie badań opracowano i zaimplementowano dwa rozwiązania testowe wykorzystujące AR dedykowane dla kuźni i określano możliwości ich wykorzystania w warunkach przemysłowych.