Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Experimental characterization and numerical modeling of the mechanical behavior of half sandwich laminate in the context of blanking

100%

Chen L. , Clalsmeyer T. , Tekkaya A. E.

|

tom Vol. 15, No.1

162--168

EN

In this short paper the complex mechanical behavior of an aluminum/low density polyethylene (LDPE) half sandwich sheet in the context of blanking is investigated. Suitable mechanical tests for the polymer and metal layer as well as the delamination behavior of the adhesive between these two layers were conducted. The main focus of this study is to create a finite-element (FE) model for the blanking process of sandwich structures. Material parameters for a Lemaitre-type damage model, a Drucker-Prager and a cohesive zone model are identified for the metal, the polymer and the adhesive, respectively. The experimental force-displacement curves obtained in a blanking process of a half sandwich sheet are compared with the predicted results of the FE model. The qualitative agreement of the predicted force-displacement curves with the experimental results is good. Recommendations concerning the improvement of the FE model are given based on the obtained results.

PL

W pracy badano złożone, mechaniczne zachowanie blach o strukturze kompozytowej typu sandwich zbudowanych z aluminium i polietylenu o niskiej gęstości (LDPE) w procesie wykrawania. Przeprowadzono testy mechaniczne dla warstwy polimeru i metalu a także badano proces delaminacji warstwy adhezyjnej. Głównym celem pracy było opracowanie modelu elementów skończonych (MES) zachowania się struktur kompozytowych typu sandwich w procesie wykrawania. W ramach zadania zidentyfikowano parametry modelu Lemaitre'a dla warstwy metalu, Druckera-Pragera dla polimeru oraz kohezji dla warstwy adhezyjnej. Zarejestrowane w trakcie procesu wykrawania materiału kompozytowego siły porównano z siłami obliczonymi modelem MES. Otrzymano dobrą jakościowo zgodność wyników. Na podstawie przeprowadzonych badań sformułowano wytyczne pozwalające na poprawę opracowanego modelu numerycznego.

2

Modelowanie numeryczne procesu wykrawania z uwzględnieniem fazy pękania

86%

Kut S.

|

tom Vol. 57, nr 3

431-438

PL

W pracy przedstawiono symulację numeryczną procesu wykrawania z uwzględnieniem fazy pękania ciągliwego. Początek fazy oraz przebieg jej trajektorii prognozowano w oparciu o tzw. wskaźnik wykorzystania odkształcalności. Opracowano oraz zaimplementowano do programu MSC MARC/Mentat specjalny podprogram, który umożliwił obliczanie wartości wskaźnika wykorzystania odkształcalności. Rozwój pęknięcia modelowano poprzez wykasowywanie w kolejnych krokach deformacji tych elementów, w których została przekroczona krytyczna wartość wymienionego wskaźnika. Symulację przeprowadzono dla próbek wykonanych z blachy stalowej o grubości 3,5 mm, wielkości luzu Lj = 0,5 mm. Otrzymane rezultaty porównano z wynikami badań eksperymentalnych. Zwrócono uwagę na kształt powierzchni przecięcia.

EN

This paper presents numerical simulation of a blanking process including a ductile fracture phase. The beginning of ductile fracture phase and its trajectory has been predicted using the formability utilization indicator. The specialized subroutine for MSC Marc Mentat software has been developed and implemented to calculate the formability utilization indicator. The fracture progress has been modelled by step-by-step deleting the segments, where the formability utilization indicator's critical value has been exceeded. FEM simulation has been performed for the samples made of sheet steel (thickness 3.5 mm) for clearance Lj = 0.5 mm. The simulation results have been compared with experimental ones. The cross-cut section has been carefully checked.

3

Finite Element Analysis of Nodal Release Approach to Model Ductile Fracture in Metal Sheets

86%

Behrens B. , Bir Sidhu K.

|

tom Vol. 7, No. 2

289-293

EN

The FE-simulation of ductile fracture processes for discrete crack propagation using nodal release approach is well established for modelling crack in metal sheet. In this method, the crack is assumed to initiate or propagate along the element edges; hence, a new crack boundary is generated in the sheet continuum. Therefore, when a criterion at a node is reached then that node is duplicated into two nodes having same initial co-ordinates, and hence this way crack is extended by one element length each increment. However, the greatest drawback of this method is that a very fine mesh is required in order to realistically model crack propagation, if the trajectory of the crack is not known a priori. Therefore, this increase time and cost of calculating the crack extension. However, in case of Blanking process, the crack trajectory is unknown; hence the nodal release method cannot be directly implemented in order to simulate the ductile crack propagation. Therefore, the nodal release method has to be modified in which first the direction of crack extension is calculated and then, accordingly, the local element topology near the crack-tip is modified such that the nodes of elements are moved to predicted crack-tip in order to accommodate the crack extension. The advantage of this method is that it is possible to model the predicted crack with only slight modification in the local mesh near to the crack tip. However, it is necessary to interpolate history variables from old local elements to the new local elements at the vicinity of crack-tip which could lead to small loss of accuracy to predict the subsequent crack extension. However, the advantage of this method is that remeshing can be either completely eliminated or reduced to a greater extend during the simulation. Therefore, in this paper, a FEM model is presented with an attempt to model ductile fracture using the nodal release approach, which is further implemented in commercial FE software - MSC.MarcŽ together with predefined user-subroutines. Consequently, the ability of these two approaches to predict the blanked edge profile are analysed and compared with experimental results.

PL

Modelowanie sil plastycznego pękania przy dyskretnej reprezentacji pęknięcia z wykorzystaniem metody elementów skończonych jest powszechnie wykorzystywane w symulacji propagacji pękania w blachach stalowych. Zazwyczaj w MES zakłada się powstanie i propagację pęknięcia wzdłuż krawędzi elementów. Jednak to powoduje powstanie nowej granicy pęknięcia w siatce MES. Dlatego w przypadku kiedy krytyczna wartość pękania w danym wężle jest przekroczona, węzeł zostaje zduplikowany i podczas kolejnych kroków obliczeń nowe pęknięcie inicjalizuję się w siatce MES. W wyniku tego, pęknięcie propaguje się o kilka długości elementów w danym kroku obliczeń. W niniejszej pracy, zaprezentowane podejście "nodal release approach" wykorzystano do symulacji propagacji plastycznego pęknięcia. Obliczenia wykonano w komercyjnym pakiecie MSC.Marc* wzbogaconym o procedury Autorów. Wyniki uzyskane z symulacji porównano z wynikami eksperymentu.

4

Modernizacja gniazda produkcyjnego zgodnie z koncepcją Industry 4.0 na przykładzie stanowiska do realizacji procesu wykrawania

72%

Czyżewski P. , Ernt M.

|

tom R. 90, nr 1

21--24

PL

Koncepcja czwartej rewolucji przemysłowej sprowadza się do zwiększenia wydajności i elastyczności procesów produkcyjnych oraz poprawy jakości życia ludzi. Industry 4.0 dysponuje szeregiem narzędzi technicznych, które między innymi realizują funkcje komunikacji za pośrednictwem sieci Internet z elementami składowymi maszyny. Do realizacji pilotażowej modernizacji stanowiska produkcyjnego wykorzystano prasę mimośrodową Instytutu Technik Wytwarzania Politechniki Warszawskiej. Układ napędowy i sterownia zmodernizowano, zakładając wymianę kluczowych danych diagnostycznych z systemem sterowania nadrzędnego. Kolejno uruchomiono system akwizycji danych procesowych oparty o urządzenia Kistler maXYmos TL. Całość dopełnia system SCADA wraz z aplikacją administracyjną, które za pośrednictwem odpowiedniego aparatu matematycznego, dążą do realizacji koncepcji predyktywnego utrzymania ruchu i określenia zużycia narzędzia.

EN

The concept of the Industry 4.0 revolution is related to increasing efficiency, elasticity of production and improving the quality of life. Industry 4.0 has several technical tools that, implements communication between components of machine via the Internet. The mechanical press of the Institute of Manufacturing Technologies at Warsaw University of Technology was used to implement the pilot modernization to Industry 4.0 standard. The control and drive system were upgraded assuming exchange of key diagnostic data with the master control system. The process data acquisition system based on Kistler maXYmos TL was launched. The whole is complemented by SCADA system and administrative application, which using appropriate mathematical calculations realize the concept of predictive maintenance and calculates the tool wear.