PL220786B1 - Sposób wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego narzędziami płaskimi - Google Patents
Sposób wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego narzędziami płaskimiInfo
- Publication number
- PL220786B1 PL220786B1 PL394507A PL39450711A PL220786B1 PL 220786 B1 PL220786 B1 PL 220786B1 PL 394507 A PL394507 A PL 394507A PL 39450711 A PL39450711 A PL 39450711A PL 220786 B1 PL220786 B1 PL 220786B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- sample
- plastic properties
- determining
- materials
- rotary
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 12
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 10
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000013142 basic testing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego dwoma walcami.
Przez pojęcie „obrotowe obciskanie” należy rozumieć przypadek obciążenia występujący w procesach rotacyjnej obróbki plastycznej, do których zalicza się między innymi: kucie na kowarkach, dziurowanie metodą Mannesmanna, walcowanie poprzeczne, walcowanie skośne.
Dotychczas znanych jest szereg sposobów wyznaczania właściwości plastycznych materiałów. Bazują one na jednej z trzech podstawowych metod badawczych: rozciąganiu, ściskaniu i skręcaniu. Różnice między poszczególnymi sposobami wynikają głównie z kształtu próbek wykorzystywanych w badaniach, z których najczęściej stosowane opisano w artykule: H. Li, M.W. Fu, J. Lu, H. Yang „Ductile fracture: Experiments and Computations”, International Journal of Plasticity vol. 27, 2011 r., s. 147-180. Próba rozciągania polega na jednoosiowym rozciąganiu próbki o walcowej lub płaskiej części pomiarowej. Zasadniczą zaletą tej próby jest prostota jej wykonania. Poza tym jest to jedyna próba, która została znormalizowana. Dużym ograniczeniem stosowania próby rozciągania jest szybka utrata stateczności próbki. Próba ściskania polega na jednoosiowym ściskaniu próbki płaskiej lub cylindrycznej między płaskimi kowadłami. Występowanie tarcia na powierzchni kontaktu materiał-narzędzie jest przyczyną nie-jednorodności w rozkładzie naprężeń i odkształceń w próbce, co powoduje, że wyniki z próby ściskania obarczone są pewnym błędem trudnym do oszacowania. Próba skręcania pozwala na określenie właściwości plastycznych materiału w zakresie bardzo dużych odkształceń. Brak bezpośredniego kontaktu pomiędzy narzędziem a częścią pomiarową próbki eliminuje negatywny wpływ tarcia. Do wad tej metody oceny właściwości plastycznych materiału zalicza się: niejednorodność rozkładu odkształcenia i prędkości odkształcenia, brak standaryzacji warunków prowadzenia oraz interpretacji wyników próby skręcania, duży koszt wykonania próbek. Bardziej szczegółowy opis metod wyznaczania właściwości plastycznych materiału, w szczególności w zakresie kształtów i wymiarów stosowanych próbek, wzorów przeliczeniowych służących do określenia odkształceń i naprężeń oraz maszyn wykorzystywanych w badaniach znaleźć można w opracowaniach: Z. Pater, A. Gontarz, W. Weroński „Obróbka Plastyczna. Obliczenia sił kształtowania”, Wyd. Politechniki Lubelskiej, Lublin 2002 r. lub H. Dyja, A. Gałkin, M. Knapiński „Reologia metali odkształcanych plastycznie”, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2010 r.
Znany jest sposób obciskania obrotowego, który realizowany jest w procesach walcowania poprzecznego na płaskich beczkach walców. Szczegółowo istotę procesu obciskania obrotowego opisano w literaturze autorstwa Z. Pater pt. „Walcowanie poprzeczno-klinowe”, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej 2009, str. 39-82. Jak podaje autor proces obciskania obrotowego można realizować za pomocą dwóch narzędzi takich jak: walce, szczęki płaskie i wklęsłe lub trzech walców. Przedstawiona w książce analiza stanu naprężeń w trakcie obciskania obrotowego pokazuje, że naprężenia rozłożone są nierównomiernie w przekroju poprzecznym półwyrobu. Mianowicie naprężenia ściskające lokalizują się w obszarze kontaktu narzędzi w strefach przypowierzchniowych i zwiększają się w miarę zbliżania się do osi wzdłużnej odkuwki. Natomiast naprężenia działające w kierunku równoległym do powierzchni styku materiał - narzędzie w osi półwyrobu mają charakter rozciągający. W większości przypadków kształtowania warstwy materiału w strefie centralnej odkuwki w kierunku normalnym do powierzchni narzędzi podlegają ściskaniu, natomiast w kierunku prostopadłym do kierunku normalnego - rozciąganiu. Po wykonaniu przez półfabrykat ¼ obrotu warstwy rozciągane podlegają ściskaniu, a ściskane rozciąganiu. Występowanie w strefie osiowej cykliczne zmniejszającego się stanu naprężenia może doprowadzić do powstania pęknięć zmęczeniowych, co może być wykorzystane do wyznaczenia własności plastycznych metali i ich stopów.
Istotą sposobu wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego narzędziami płaskimi, w którym miarą właściwości plastycznych materiału jest liczby obrotów wykonana przez próbkę jest to, że próbkę walcową o wysokości mniejszej od średnicy próbki umieszcza się w rowkach i o przekroju poprzecznym w kształcie trapezu, wykonanych w walcach i oddalonych od siebie na odległość mniejszą od średnicy. Następnie walce i wprowadza się w ruch przeciwbieżny z taką samą prędkością względem podłoża. Przemieszczające się walce i wprawiają próbkę w ruch obrotowy, obciskają ją wywołując w strefie osiowej próbki naprzemienne ściskanie i rozciąg anie doprowadzające do pęknięcia materiału.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na wyznaczenie właściwości plastycznych materiału dla dużo większych zakresów odkształcenia niż w dotychczas stosowanych metodach bazuPL 220 786 B1 jących na jednoosiowym rozciąganiu lub ściskaniu. Przy tym koszt wykonania próbek jest dużo mniejszy niż w przypadku próbek stosowanych w plastometrycznych próbach skręcania. Sposób według wynalazku nie wymaga stosowania specjalnych maszyn pomiarowych, można go zrealizować w oparciu o maszyny uniwersalne, w których narzędzia wykonują ruch obrotowy np.: na dwuwalcowych walcarkach poprzecznych. Wynalazek jest uniwersalny i może być stosowany do wszystkich metali i stopów przeznaczonych do obróbki plastycznej.
Wynalazek, został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku schematycznym, przedstawiającym początek procesu obciskania obrotowego oraz rodzaj użytej próbki.
Sposób wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego narzędziami płaskimi, w którym miarą właściwości plastycznych materiału jest liczby obrotów wykonana przez próbkę (1) polega tym, że próbkę (1) walcową o wysokości (w) mniejszej od średnicy (d) próbki (1) w<d umieszcza się w rowkach (4) i (5) o przekroju poprzecznym w kształcie trapezu, wykonanych w walcach (2) i (3), oddalonych od siebie na odległość mniejszą od średnicy (d). Następnie walce (2) i (3) wprowadza się w ruch przeciwbieżny z taką samą prędkością (v) względem podłoża. Przemieszczające się walce (2) i (3) wprawiają próbkę (1) w ruch obrotowy, obciskają ją wywołując w strefie osiowej próbki (1) naprzemienne ściskanie i rozciąganie doprowadzające do pęknięcia materiału.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentoweSposób wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego narzędziami płaskimi, w którym miarą właściwości plastycznych materiału jest liczby obrotów wykonana przez próbkę (1), znamienny tym, że próbkę (1) walcową o wysokości (w) mniejszej od średnicy (d) próbki (1) w<d umieszcza się w rowkach (4) i (5) o przekroju poprzecznym w kształcie trapezu, wykonanych w walcach (2) i (3), oddalonych od siebie na odległość mniejszą od średnicy (d), następnie walce (2) i (3) wprowadza się w ruch przeciwbieżny z taką samą prędkością (v) względem podłoża, przemieszczające się walce (2) i (3) wprawiają próbkę (1) w ruch obrotowy, obciskają ją wywołując w strefie osiowej próbki (1) naprzemienne ściskanie i rozciąganie doprowadzające do pęknięcia materiału.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL394507A PL220786B1 (pl) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | Sposób wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego narzędziami płaskimi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL394507A PL220786B1 (pl) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | Sposób wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego narzędziami płaskimi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL394507A1 PL394507A1 (pl) | 2012-10-22 |
| PL220786B1 true PL220786B1 (pl) | 2016-01-29 |
Family
ID=47076746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL394507A PL220786B1 (pl) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | Sposób wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego narzędziami płaskimi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL220786B1 (pl) |
-
2011
- 2011-04-11 PL PL394507A patent/PL220786B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL394507A1 (pl) | 2012-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cao et al. | Comparison of reduction ability between multi-stage cold drawing and rolling of stainless steel wire–Experimental and numerical investigations of damage | |
| Pater et al. | Rotary compression as a new calibration test for prediction of a critical damage value | |
| Alexa et al. | Metal rolling-Asymmetrical rolling process | |
| Sangkharat et al. | Spinning process design using finite element analysis and Taguchi method | |
| Tofil et al. | Numerical and experimental study on producing aluminum alloy 6061 shafts by cross wedge rolling using a universal rolling mill | |
| An et al. | Analytical and experimental study of frictional behavior in through-thickness compression test | |
| CN114354658A (zh) | 一种有限元模拟与实验相结合的材料楔横轧损伤临界值评定方法 | |
| Lambiase et al. | Deformation inhomogeneity in roll drawing process | |
| Grzancic et al. | Analytical prediction of wall thickness reduction and forming forces during the radial indentation process in Incremental Profile Forming | |
| Trzepieciński et al. | Proposal for an Experimental-Numerical Method for Friction Description in Sheet Metal Forming. | |
| PL220786B1 (pl) | Sposób wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego narzędziami płaskimi | |
| PL220753B1 (pl) | Sposób wyznaczania właściwości plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego dwoma walcami | |
| Trzepiecinski | RESEARCH PAPER EFFECT OF THE PLASTIC STRAIN AND DRAWING QUALITY ON THE FRICTIONAL RESISTANCE OF STEEL SHEETS | |
| JP5737193B2 (ja) | 加工割れ感受性評価方法 | |
| Gulati et al. | Investigation of some process parameters on forming force in single point incremental forming | |
| PL239638B1 (pl) | Sposób wyznaczania własności plastycznych | |
| PL239639B1 (pl) | Sposób wyznaczania własności plastycznych | |
| PL239637B1 (pl) | Sposób wyznaczania własności plastycznych | |
| Kuznetsova et al. | Analysis of residual stress distribution in rods after drawing process with regard to process variables | |
| Xie et al. | Deformation characterization of micro rolling for stainless steel foil | |
| Recklin et al. | In-situ-measurement of the friction coefficient in the deep drawing process | |
| Nguyen et al. | Effects of cold roll dimpling process on mechanical properties of dimpled steel | |
| RU2553829C1 (ru) | Способ механического испытания металла | |
| RU2538673C1 (ru) | Способ оценки силы и коэффициента трения при холодной обработке металлов давлением и устройство для его реализации | |
| Trzepieciński et al. | Assessment of frictional performance of deep drawing quality steel sheets used in automotive industry |