Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Thermal modelling of the cutting process using FEM simulation with updated thermophysical properties of tool materials

100%

Niesłony P.

|

2008

|

tom Vol. 32, nr 3

15-25

EN

This study compares two variants of the FEM simulation model of orthogonal cutting process of C45 carbon steel with multilayer-coated tools. In particular, new data on the thermophysical properties of the substrate and coating materials, measured by means of the advanced Laser Flash and Differential Scanning Calorimeter methods, were applied. Both simulation algorithms use the Power Law constitutive model, similar to the Johnson-Cook law but the second variant, termed Power Law' Temperature Dependent (PL-TD) algorithm, takes into account the temperature-dependent thermophysical properties of the tool. In this study, the temperature distribution, heat flux intensity and tool-chip contact length were validated based on the appropriate measurements.

PL

W artykule porównano dwa warianty symulacyjne modelu MES procesu ortogonalnego skrawania stali węglowej C45 narzędziem z powłoką wielowarstwową. Wprowadzono nowe dane cieplnofizycznych właściwości materiału substratu i powłoki określone zaawansowanymi metodami różnicowej kalorymetrii skaningowej oraz Laser-Flash. Oba zastosowane algorytmy symulacji wykorzystują wykładniczy model konstytutywny, zbliżony do modelu Johnsona-Cooka. Drugi wariant, określany Power Law-Temperature Dependent (PL-TD), uwzględnia zależne od temperatury właściwości cieplnofizyczne materiału narzędzia. W prowadzonych badaniach rozkład temperatury, intensywność strumieni ciepła oraz długość kontaktu wiór-ostrze zweryfikowano w oparciu o uzyskane wyniki pomiarowe.

2

Experimental and numerical analysis of a drawpiece forming using fastform advanced application

100%

Mucha J. , Kut S.

|

2006

|

tom z. 68 [231]

131-136

EN

This paper presents the comparison analysis of results achieved from an experiment performed in an industrial environment and FEM simulation of simple AMS5599W drawpiece forming. In an industrial environment, it is often required to perform non-fast and complex, and thus not time-consuming manufacturing process analysis. Such a capability is offered e.g. by specialized FEM applications. To simulate drawpiece forming, specialized Fastform Advanced ver. 10.2 software has been used. This software utilizes the finite element method.

3

Badanie wpływu parametrów zaprasowania na jakość połączenia aluminiowej płyty radiatora z żebrami

100%

Kowalik M. , Trzepieciński T.

|

2010

|

tom R. 55, nr 6

369-372

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznej połączenia płyta-żebro wykonanej w celu określenia wpływu parametrów technologicznych zaprasowywania żebra na jakość przylegania łączonych elementów. Analizowano wpływ takich parametrów, jak: odległość stempla od żebra, kształt powierzchni roboczej stempla oraz wielkość jego zagłębienia. Jakość złącza określano poprzez pomiar wielkości strefy kontaktu elementów w złączu. Poprawność wyników modelowania zweryfikowano poprzez porównanie kształtu i obszaru przylegania złącza modelowanego ze zgładem przekroju złącza wykonanego eksperymentalnie.

EN

In this paper the results of experimental researches and numerical simulation of the heat sink rib joint were presented. The aim of the numerical analysis was to determine the influence of technological parameters of plastic pressing of the rib on quality of adherent jointed elements. Influence of distance between a punch and a rib, a shape of punch working surface and punch penetration on joint quality were analyzed. The quality of joint was determined by measuring of the adherent surface in plate-rib joint. Correctness of numerical results was verified by comparison of the shape and adherent surface of model joint with microsection of experimental joint.

4

Komputerowa weryfikacja modeli reologicznych stali o zawartości 0,096 % C dla zakresu temperatury powyżej 1400 stopni C

100%

Hojny M. , Głowacki M.

|

2008

|

tom Vol. 75, nr 11

649-656

PL

W pracy przedstawiono wyniki komputerowej weryfikacji opracowanych przez Autorów modeli reologicznych stali o zawartości 0,096 % C odkształcanej w bardzo wysokich temperaturach. Badania eksperymentalne przeprowadzono przy użyciu symulatora termomechanicznego GLEEBLE 3800 w Instytucie Metalurgii Żelaza w Gliwicach. Na podstawie analizy odwrotnej, ujmującej wyniki tych badań i symulacji komputerowych opracowano modele reologiczne dla badanej stali, które następnie poddano weryfikacji. Opracowana metodyka pozwoliła na określenie zależności funkcyjnej pomiędzy odkształceniami i naprężeniami, która może stanowić w przyszłości bazę dla systemów MES wspomagających projektowanie technologii zintegrowanego odlewania i walcowania.

EN

The paper presents the results of computer verification of a developed by Authors rheological model of 0.096 % C grade steel, deformed at very high temperature. The experimental work was done using the GLEEBLE 3800 simulator in the Institute for Ferrous Metallurgy in Gliwice, Poland. On the basis of inverse analysis taking into consideration both experiments and theoretical results appropriate rheological model has been developed for the investigated steel. The proposed methodology allows – characterization of a strain-stress function, which can be a basis for the future FEM simulation systems – of integrated casting and rolling process.

5

Analiza procesu kształtowania nadplastycznego powłokowych elementów tytanowych

84%

Czumaczenko E. N. , Kukuryk B.

|

2007

|

tom R. 52, nr 11

677-682

PL

Przedstawiono teoretyczno-doświadczalną analizę procesu kształtowania nadplastycznego złożonych powłokowych elementów tytanowych za pomocą ciśnienia gazu w wysokiej temperaturze. Zaprezentowano rozwiązanie quasi-stacjonarne, opierające się na metodzie elementów skończonych. Do numerycznej analizy procesu wytłaczania użyto własnego pakietu SPLEN jako efektywnego narzędzia do przestrzennej analizy procesu kształtowania nadplastycznego blach. Poszukiwano optymalnych parametrów termomechanicznych umożliwiających uzyskanie wytłoczek tytanowych o wysokiej jakości. Weryfikację wyników z symulacji numerycznych przeprowadzono przez pomiar lokalnych zmian grubości ścianek wytłoczek, otrzymanych w próbie tłoczenia. Stwierdzono wysoką zgodność pomiędzy wynikami otrzymanymi z modelu MES oraz wynikami eksperymentalnymi. Przeprowadzone badania pozwoliły na sformułowanie wytycznych do tłoczenia powłokowych elementów tytanowych.

EN

Theoretical and experimental analysis of superplastic forming of the titanium hemispherical shape by means of gas pressure at high temperature. Quasi-stationary solution based on the FEM has been shown. Based on the numerical modelling, the influence of many optimal factors for to improve the quality of the formed parts. Numerical analysis of the drawing process has been performed using ”SPLEN” software, which is an efficient tool for spatial analysis of the superplastic forming process. 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. From an analysis of the results, optimal process conditions are proposed for the production of the titanium hemispherical shape.

6

Zastosowanie MES do obliczania sił działających na stempel giętaka obciążony niesymetrycznie

84%

Kut S.

|

2010

|

tom R. 55, nr 6

357-360

PL

W artykule przedstawiono metodykę wyznaczania sił działających na narzędzie obciążone niesymetrycznie na przykładzie operacji zaginania. Znajomość wartości poszczególnych sił składowych (osiowej i bocznej) stanowi niezbędne dane wyjściowe do projektowania oprzyrządowania. Modelowanie numeryczne procesu gięcia przeprowadzono dla przypadku zaginania płaskownika wykonanego z mosiądzu M63 o grubości 5 mm i szerokości 60 mm. Ze względu na złożoność linii gięcia proces analizowano w przestrzennym stanie naprężenia 3D, z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania MARC/Mentat. Sporządzono charakterystyki obciążenia stempla w funkcji jego przemieszczenia.

EN

This paper presents the methodology of calculating forces acting on asymmetrically loaded tool, based on the bending operation. The values of individual force components (axial and lateral) are prerequisites when designing tools. The numerical modeling of bending process has been performed for bending M63 brass flat bar, thickness of 5 mm and width of 60 mm. Due to a bending line complexity, the process has been analyzed in the three-dimensional state of stress using commercially available MARC/Mentat software. The punch loading characteristics vs. its movement have been created.

7

FEM- based thermal modelling of the cutting process using power law-temperature dependent concept

84%

Grzesik W. , Niesłony P.

|

2008

|

tom Vol. 29, nr 2

105-108

EN

Purpose: Purpose of this study is to compare two variants of the FEM simulation model of orthogonal cutting process of AISI 1045 carbon steel with uncoated and multilayer-coated carbide tools i.e. standard and Power Law–Temperature Dependent (PL-TD) options. The primary reason for undertaking this problem was unsatisfactory accuracy of the predictions of cutting temperature especially for coated cutting tools. Design/methodology/approach: Methodology used employs the Lagrangian-FEM model with more accurate thermophysical properties of the substrate and coating materials. All thermal properties (thermal conductivity and diffusivity and specific heat) are expressed in the forms of polynomial models of the 5th degree. Multi-layer coating is substituted by homogeneous monolithic layer with equivalent thermal properties. In addition, these simulation algorithms use the Johnson-Cook constitutive law. Findings: Basically, the FEM package applied allows the temperature distribution and heat flux intensity to be predicted closer to appropriate measurements and computations. Research limitations/implications: Research limitations deal with the lack of reliable data and models for both cutting tool and workpiece material. Future research should be focused on other coatings which are commonly used in cutting tool industry. Practical implications: They can be related to more detailed inputs from research and developing centers which exist in many leading branches of industry. Unfortunately, academic approach is sometimes very narrow and does not consider real machining conditions. Originality/value: Originality of this simulation approach can be seen in elaborating more accurate models for thermal properties. Moreover, it contributes to finding some fundamental relationships between all physical phenomena involved into tool-chip contact behaviour.

8

Doświadczalna i numeryczna analiza procesu kształtowania łbów stalowych wkrętów montażowych o specjalnej geometrii

84%

Rumiński M. , Skubisz P.

|

2009

|

tom Vol. 76, nr 1

88-91

PL

Przedstawiono wybrane etapy analizy procesów odkształcenia na zimno drutów z różnych gatunków stali, prowadzących do wytworzenia wkrętów o nietypowej geometrii i specjalnym przeznaczeniu. Analizie poddano sześć typów wkrętów montażowych, charakteryzujących się szczególnymi cechami konstrukcyjnymi, takimi jak: duży stosunek średnicy łba do średnicy rdzenia, specjalny rodzaj gwintu, możliwość samowiercenia czy samogwintowania. Zastosowano dwa gatunki stali niskostopowych z mikrododatkiem boru: 19 MnB4 i 30 MnB4, oraz jeden gatunek stali austenitycznej odpornej na korozję: AI SI 304Cu. Przeprowadzono symulację MES operacji technologicznych kształtowania, uzyskując rozkłady odkształceń, naprężeń i temperatury. Charakter umocnienia materiału w poszczególnych operacjach badano doświadczalnie na wzdłużnych zgładach osiowych, analizując rozkłady twardości.

EN

The paper presents selected stages of analysis of cold working processes of wires of different steel grades, realized during manufacturing of screws of atypical geometry and special application. Six types of assembling screws were analysed, showing special design features such as: large head diameter to shank diameter ratio, special thread type, self-drilling and self-tapping options. Two boronmicroalloyed steels (19 MnB4 and 30 MnB4) as well as one austenitic stainless steel (AISI 304Cu) were used. FEM simulation of technological forming operations was performed, producing strain, stress and temperature distributions. Strain hardening character of a material in individual operations was investigated experimentally by measurement of hardness distribution, made on longitudinal axial sections of screws.

9

Optimization of 34CrMo4 Steel Grade Properties

84%

Zacek O. , Gembalova P. , Liska M. , Boruta J.

|

tom Vol. 75, nr 8

516-518

EN

Inner inhomogeneities of coarse cavities type have occurred during rolling of square cross-section billets of side of which being 240 mm or 260 mm respectively from steel grade 34CrMo4 for cylinders. Due to specific technological reasons the billets are made from round cross-section continuously cast semiproduct diameter of which is 410 mm or 525 mm respectively. In this work the problem was evaluated by statistical assessment of 3-years set of previous results, by FEM simulation of levelling in continuous casting machine and by plastometric simulations.

PL

Podczas walcowania kęsów o przekroju kwadratowym o wymiarach 240 mm lub 260 mm, ze stali 34CrMo4, zaobserwowano występowanie wewnętrznych niejednorodności na przekroju poprzecznym walcowanego kęsa. Z powodu określonych przyczyn technologicznych kęsy kwadratowe wykonywane są z półwyrobów o przekroju kołowym i średnicy odpowiednio 410 mm lub 525 mm, otrzymywanych w procesie COS. W pracy przedstawiono ocenę problemu powstawania wewnętrznych niejednorodności opierając się na danych statystycznych, zebranych z procesu walcowania kęsów kwadratowych w ciągu 3 lat, a także na podstawie symulacji ciągłego odlewania stali przy zastosowaniu metody elementów skończonych (MES) oraz opierając się na próbach plastometrycznych.

10

Analiza numeryczna nośności belki przesadzonej bez i z uwzględnieniem naprężeń własnych i odkształceń technologicznych

67%

Kut S.

|

2009

|

tom R. 54, nr 11

759-762

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania MES nośności belki przesadzonej na zimno z uwzględnieniem i bez uwzględnienia odkształceń technologicznych oraz naprężeń własnych. Proces modelowania przebiegał w dwóch etapach. W pierwszym etapie modelowano proces przesadzania, na podstawie którego określono kształt geometryczny belki oraz rozkłady wartości odkształceń i naprężeń powstałych w procesie technologicznym. W drugim etapie zbudowano numeryczny model procesu gięcia. Przesadzoną belkę obciążano w celu obliczenia jej nośności, którą określano na podstawie sporządzonych charakterystyk siłowych procesu. Otrzymane wyniki modelowania porównano z wynikami badań eksperymentalnych.

EN

This paper presents the results of FEM modelling for cold joggled beam load-carrying capability with and without residual stress and process strain. The modeling process has been performed in two stages. The joggling process has been modeled in the first stage, based on which the beam's geometrical shape and process strain and stress distribution have been determined. The numerical model of bending process has been built in the second stage. The joggled beam has been loaded in order to calculate the load-carrying ability, which was determined based on created force characteristics of the process. The modelling results have been compared with the experimental results.

11

On the Evaluation of Mechanical Properties from the Axisymmetric Tensile Test

67%

Gromada M. , Mishuris G. , Ochsner A.

|

2010

|

tom Vol. 55, iss. 1

325-330

EN

This paper deals with analytical modelling of the classical tensile test which is still considered as one of the main experimental procedures to determine the flow curve of elasto-plastic materials. Accurate numerical simulation of the process allowed us to recognise the errors introduced by the well-known classical formulae which are used to correct the experimental data under the stage of neck formation. Modifications to the analytical models make it possible to eliminate some of the questionable classical assumptions and to construct a new formula. Comparison of the new results with the well-known classical ones indicates significant improvement.

PL

Praca dotyczy analitycznego modelowania klasycznej próby rozciągania, która jest wciąż uważana za jedną z podstawowych procedur eksperymentalnych do wyznaczania krzywej umocnienia materiałów sprężysto-plastycznych. Dokładna symulacja numeryczna procesu pozwoliła rozpoznać błędy wynikające z zastosowania powszechnie znanych wzorów klasycznych podczas korygowania danych eksperymentalnych od momentu pojawienia się szyjki. Wprowadzenie modyfikacji do modelu analitycznego umożliwiło wyeliminowanie pewnych wątpliwych uproszczeń klasycznych i skonstruowanie nowego wzoru na podstawie deformacyjnej teorii plastyczności. Porównanie rezultatów otrzymanych w wyniku zastosowania nowego wzoru z powszechnie znanymi wzorami klasycznymi, wskazuje na osiągnięcie znaczącego usprawnienia.

12

Necking in the tensile test. Correction formulae and related error estimation

67%

Gromada M. , Mishuris G. , Ochsner A.

|

2007

|

tom Vol. 52, iss. 2

231-238

EN

This paper deals with analytical modelling of the classical tensile test which is still considered as one of the main experimental procedures to determine the flow curve of elasto-plastic materials. Together with numerical simulation of the deformation process, it allows us to estimate the accuracy of the well-known classical formulae when they are used to evaluate the experimental data under stage of the neck formation. For this aim, errors related with the application of each individual simplifying assumption on the value of the average normalised axial stress were analysed. From critical analysis of one of the assumptions (curvature radius formulae of the longitudinal stress trajectory), a new empirical formula has been derived. It depends on the same measured parameters, however, leads to higher accuracy than any of the classical formulae. In addition, a new formula obtained from analytical investigation, i.e. in Lagrange approach, is discussed.

PL

Praca dotyczy analitycznego modelowania klasycznej próby rozciągania, która jest wciąż uważana za jedną z podstawowych procedur eksperymentalnych do wyznaczenia naprężenia uplastyczniajacego materiałów sprężysto-plastycznych. Wraz z symulacja numeryczna procesu pozwoliło nam oszacować dokładność znanych wzorów klasycznych podczas wykorzystywania ich do skorygowania danych eksperymentalnych od momentu pojawienia się szyjki w próbce. W tym celu przeanalizowano błędy związane z zastosowaniem każdego założenia upraszczającego na wartość średniego znormalizowanego naprężenia osiowego. Podczas krytycznej analizy założenia o postaci wzoru na promień krzywizny trajektorii naprężenia wzdłużnego otrzymano nowy wzór empiryczny zależny od tego samego parametru, co wzory klasyczne, ale wykazujący większą od nich dokładność. W pracy przedstawiono także nowy wzór otrzymany z analitycznego modelowania zagadnienia w opisie Lagrange’a.