Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Numerical simulation of the fine blanking process of sheet titanium

100%

Adamus J. , Lacki P. , Więckowski W.

|

tom Vol. 56, iss. 2

431-437

EN

The present study has been undertaken in order to investigate the new possibilities of improvement in quality of the cut-surface of titanium blanks. For the intended purpose, a number of numerical simulations of the blanking process were carried out. Fine blanking is one of the most often used methods of finished product manufacturing. Application of blanking with reduced clearance or blanking with material upsetting by V-ring indenter allows for obtaining the high quality cut-surface which does not need further machining. Application of the finite element method (FEM) for numerical simulations allows for effective analysis of the fine blanking processes. In the paper the results of numerical simulation of fine blanking for a disk made of Grade 2 sheet titanium have been presented. The calculations were carried out using ADINA System v. 8.6 based on FEM. Determination of the effect of clearance between cutting edges, and presence and location of V-ring indenter on the stress and strain distribution in shearing zone was the main goal of the work. The numerical simulations showed the effect of tool geometry on a course of blanking process and consequently on the quality and shape of the cut-surface. Based on the numerical simulation it is only possible to deduce the cut-surface appearance, thus the numerical simulations should be completed with experimental tests.

PL

Niniejsza praca została wykonana w celu zbadania nowych możliwości poprawy jakości powierzchni przecięcia wykrojek tytanowych. W tym celu wykonano szereg symulacji numerycznych procesu wykrawania. Wykrawanie dokładne jest najczęściej stosowaną metodą otrzymywania wyrobów gotowych. Zastosowanie wykrawania ze zmniejszonym luzem lub wykrawania ze spęczaniem za pomocą klinowej grani pozwala na otrzymanie wysokiej jakości powierzchni przecięcia, ktä nie wymaga dalszej obróbki mechanicznej. Wykorzystanie w symulacjach numerycznych metody elementów skończonych (MES) pozwala na efektywną analizę procesów wykrawania dokładnego. W artykule zaprezentowano wyniki symulacji numerycznej wykrawania dokładnego krążka z blachy tytanowej Grade 2. Obliczenia wykonano przy użyciu programu ADINA System v. 8.6 opartego na MES. Głównym celem pracy było określenie wpływu luzu pomiędzy krawędziami tnącymi oraz obecności klinowej grani na dociskaczu na rozkład naprężeń i odkształceń w obszarze cięcia. Obliczenia numeryczne wykazały wpływ geometrii narzędzi na przebieg procesu wykrawania, a tym samym na jakość i kształt powierzchni przecięcia. Opierając się na symulacjach numerycznych można jedynie wnioskować o wyglądzie powierzchni przecięcia, dlatego symulacje numeryczne powinny być uzupełnione badaniami doświadczalnymi.

2

Modelowanie numeryczne procesu gięcia owiewki tytanowej

84%

Więckowski W. , Lacki P. , Adamus J.

|

tom Vol. 33, nr 3

146--150

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu kształtowania plastycznego elementu konstrukcyjnego silnika lotniczego (owiewki w kadłubie wylotu turbiny), wykonanego z blachy z tytanu technicznego (Grade 2) oraz stopu tytanu Ti-6Al-4V (Grade 5). Na podstawie wyników badań określono wartości kątów gięcia w kolejnych etapach procesu kształtowania owiewki dla przyjętych do obliczeń pozostałych parametrów, decydujących o przebiegu procesu gięcia, tj. promienia gięcia, właściwości mechanicznych giętego materiału, wielkości przemieszczenia blachy pomiędzy kolejnymi operacjami gięcia oraz grubości blachy (rys. 4). Wyznaczono wartości kątów sprężynowania materiału owiewki dla przyjętych kątów gięcia (rys. 5). Przeprowadzono analizę rozkładu odkształceń (rys. 6, 7) i naprężeń (rys. 8, 9) w kształtowanym elemencie.

EN

The study presents some numerical simulation results of the bending process of a piece of deflector, which is an aero-engine element. Two sheet titanium: Grade 2 and Grade 5 were analysed. The investigations determined the values of the bending angles for each bending stage for the following parameters, which determine the bending process, i.e. bending radius, mechanical properties of the material, sheet metal displacement between each bending stage, and its thickness (Fig. 4). The values of the spring-back angles for the deflector material were determined for the adopted bending angles (Fig. 5). Analysis of the strain (Fig. 6, 7) and stress (Fig. 8, 9) distribution in the deformed material was also carried out.

3

Tłoczenie elementów komory sztucznego serca z blachy tytanowej

67%

Muzykiewicz W. , Rękas A. , Major R. , Major B. , Kustosz R.

|

tom R. 51, nr 4

212-218

PL

Przedstawiono analizę możliwości i rezultaty kształtowania plastycznego półwyrobów do dalszego formowania tytanowej komory sztucznego serca. Na podstawie modelu czaszy krwistej opracowano numeryczny model wytłoczki, a na jego bazie numeryczne projekty asymetrycznych narzędzi kształtujących oraz kształt i wymiary asymetrycznego wykroju do tłoczenia. Po analizie problemów technologicznych kształtowania cienkościennych wyrobów powłokowych o złożonym kształcie zaproponowano technologie tłoczenia. Zaprojektowano i wykonano oryginalne tłoczniki i narzędzia do tłoczenia. Wyniki wytłaczania niekonwencjonalnego (w gumę i hydromechanicznego) porównano z rezultatami wytłaczania klasycznego. Próby tłoczenia poprzedzono oceną podatności do tłoczenia użytej blachy, opartą na wcześniejszych kompleksowych badaniach materiałowych.

EN

Analysis of the possibilities and results of metalworking of semi-products for subsequent forming of titanium artificial heart ventricle have been presented. Based on a blood dome model, a numerical model of a drawpiece has been developed, which was used to design asymmetrical forming tools and the shape and dimensions of a blank for deep drawing. After analysis of technological problems related to forming of complex-shaped thin-walled drawpieces, the drawing technologies have been proposed. The original forming tools have been designed and made. Results of non-conventional drawing (into a rubber blanket and by hydro-mechanical method) have been compared with those of classical forming. The drawing tests were preceded by an assessment of formability of the sheet used, which was based on the earlier comprehensive material studies.

4

Łączenie doczołowe cienkich blach ze stopów tytanu metodą zgrzewania tarciowego z przemieszaniem (FSW)

67%

Luty G. , Gałaczyński T. , Śliwa R. E. , Myśliwiec P.

|

tom T. 29, nr 3

277--298

PL

Publikacja dotyczy analizy charakterystyki dynamicznej procesu FSW opartego na efekcie uplastycznienia łączonych elementów ze stopów tytanu i efektu ich wymie-szania w strefie zgrzewania ze szczególnym uwzględnieniem specyfiki łączenia cienkich blach. Wykazano efekt wpływu parametrów procesu takich, jak m.in.: obroty i posuw narzędzia (prędkość zgrzewania), geometria i materiał narzędzia, temperatura. Uplastycznienie w strefie połączenia wymaga odpowiedniego poziomu naprężeń ścinających dla uruchomienia mechanizmu plastycznego płynięcia. Wielkością, która reprezentuje odpowiedź materiału na obciążenia zewnętrzne powodujące jego uplastycznienie, jest wartość sił osiowej i promieniowej występujących podczas zgrzewania. Temperatura procesu FSW blach tytanowych oscyluje w granicach 1000°C. Istnieje potrzeba stosowania zaawansowanych materiałów narzędziowych (np. specjalnej ceramiki narzędziowej) i stosowanie specjalnych układów chłodzących, zarówno narzędzie, jak i przyrząd mocujący. W pracy przedstawiono wyniki zgrzewania cienkich blach ze stopu tytanu GRADE 3 o grubości 0,5 mm w połączeniach doczołowych, za pomocą narzędzi wykonanych z węglika spiekanego oraz ze specjalnej ceramiki narzędziowej, o wymiarach dostosowanych do grubości blachy. Podczas zgrzewania rejestrowano wartości siły osiowej i promieniowej. Jakość złącza oceniano na podstawie badań właściwości mechanicznych złącza oraz analizy mikrostruktury. Wykazano, że odpowiednio dobrane parametry technologiczne i geometryczne procesu FSW wraz z odpowiednimi narzędziami, skutkują otrzymaniem połączeń wysokiej jakości i dużej powtarzalności. Najlepsze rezultaty otrzymano przy zastosowaniu narzędzia ceramicznego, prędkości obrotowej narzędzi 4000 obr/min i prędkości posuwu 100 mm/min. Warunki te zapewniają otrzymanie zgrzeiny o efektywności złącza na poziomie 84% wytrzymałości materiału rodzimego.

EN

The publication concerns the analysis of dynamic characteristics of the FSW process based on the effect of plasticization of joined elements from titanium alloys and the effect of their mixing in the welding zone, with particular emphasis on the specificity of joining thin sheets. The effect of the parameters such as tool rotational and travel speed (welding speed), geometry and material of the tool, temperature, was shown. Plasticization in the welding zone requires an appropriate level of shear stress to activate the flow plasticity mechanism. The value that represents the material's response to external loads causing its plasticization is the value of axial and radial forces during welding. The temperature of the FSW process for titanium sheets oscillates around 1000°C. There is a need to use advanced tool materials (e.g. special tool ceramics) and the use of special cooling systems for tool and the fixtures. The paper presents the results of welding thin GRADE 3 titanium sheets with a thickness of 0.5 mm in butt joints, using tools made of sintered carbide and a special tool ceramic, with dimensions adapted to the thickness of the sheet. During the welding, the values of axial and radial force were recorded. The quality of the joint was evaluated based on the mechanical properties of the joint and microstructure analysis. It was shown that the appropriately selected technological and geometric parameters of the FSW process together with the appropriate tools resulted in obtaining high quality connections and high repeatability. The best results were obtained using a ceramic tool, a rotational speed of tool at 4000 rpm and a travel speed of 100 mm/min. These conditions ensure that the weld has joint efficiency on 84% level com-pared to parent material.