“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
Academic metadata
Phd. theses
Tehnicko-tehnološke nauke
doktor nauka - mašinsko inženjerstvo
Univerzitet Crne Gore
Mašinski fakultet
Studijski program Mašinstvo
Other Theses Metadata
Stress Deformation Parameter Investigation in the Processes of the Bulk Metal Forming
[M. Janjić]
PDF/A (249 pages)
Domazetović, Vuko, 1938- (mentor)
Popović, Predrag (član komisije)
Plančak, Miroslav (član komisije)
Vukčević, Milan, 1954- (član komisije)
Mandić, Vesna (član komisije)
Disertacija obuhvata analizu naponsko deformacionih parametara procesa deformisanja u otvorenim kalupima osnosimetričnih obradaka. Analiza obuhvata određivanje promjene svih komponenata deformacija, brzina deformacija i napona u meridijalnom presjeku obradka, na osnovu određene promjene pomjeranja tačaka presjeka. U tu svrhu izvedena su obimna eksperimentalna istraživanja, uz korišćenje poznatih i priznatih naučnih metoda i razvoja novih.
Takođe su izvršene numeričke simulacije pomoću DEFORM softverskog paketa, kao jednog od paketa za metod konačnih elemenata.
Eksperimentalna istraživanja izvršena su korišćenjem realnog materijala - legure aluminijuma AlMgSiO,5 domaće proizvodnje, za usvojenu klasu stepenastih osnosimetričnih djelova. Ispitivanje se vrši u Laboratoriji Instituta Mašinskog fakulteta u Podgorici, gdje su ostali uslovi istraživanja, u skladu sa objektivnim mogućnostimsa, podešeni tako da su što približniji realnim uslovima koji vladaju u proizvodnji. Ispitivanje se vrši na temperaturama tople obrade u intervalu t=(42O460) [°C], pri deformisanju na presi sa konstantnom brzinom deformisanja:
v=2 [mm/s] i podmazivanjem grafitnom mašću.
Kao ulazni parametri posmatraju se: osnovni geometrijski parametri kalupa i pripremka (definisani u obliku odnosa dimenzija kalupa i osnovnog prečnika kalupa, radi mogućnosti generalizovanja dobijenih rezultata) i termomehanički parametri (tempeatura, stepen deformacije, koeficijent trenja, napon tečenja).
Eksperiment je organizovan saglasno višefaktornom ortogonalnom planu sa variranjem faktora na dva nivoa varijacije i ponavljanjem u centralnoj tački plana. Za izvođenje eksperimentalnih istraživanja razvijeni su i izrađeni odgovarajući alati za pripremu materijala
procesom istosmjernog istiskivanja, slobodno sabijanje i deformisanje u otvorenim kalupima.
Kalupi predstavljaju kombinaciju pločastih segmenata odgovarajućih dimenzija i kreću se u cjevastoj vođici, koja istovremeno služi kao komora za održanje izotermnosti procesa.
U cilju određivanja pomjeranja tačaka meridijalnog presjeka obradka kao osnove za određivanje naponsko deformacionih parametara, razvijeni su segmentni pripremci od žljebastih pločica. Kod ovakvih pripremaka, odgovarajućom obradom koja se sastoji od skidanja jedne
polovine obradka do ose simetrije, finog poliranja i nagrizanja 10% rastvorom NaOH, golim okom se uočava jasno izražena mreža kontura žljebastih pločica, pogodna za digitalizaciju i dalju računarsku obrdu. Metod je nazvan metodom fizičke diskretizacije, s obzirom da su u pitanju fizički diskretizovani pripremci.
Najvažniji ulazni faktor za određivanje naponskih komponenata i u numeričkim simulacijama i fizičkom modeliranju jeste napon tečenja, pa je izvršeno određivanje krivih ojačavanja korišćenjem više različitih metoda za konkretne uslove istraživanja. Regresionom analizom krivih ojačavanja dobijeni su visokokorelativni modeli oblika stepene funkcije, kao i ekvivalentne krive ojačavanja, koje predstavljaju srednje vrijednosti krivih dobijenih različitim metodima. Analiza dobijenih krivih ojačavanja i njihovih modela, urađena je na osnovu uporedenja eksperimentalno dobijene deformacione sile i sila dobijenih DEFORM simulacijom za različite krive ojačavanja. Kako je drugi važan ulazni faktor kontakno trenje, izvršeno je određivanje koeficijenta/faktora trenja za konkretne uslove istrazivanja. Korišćena je eksperimentalna metoda sabijanja prstena (Ring Test) i više kalibracionih dijagrama po raznim autorima. Dobijeni su i kalibracioni dijagrami DEFORM simulacijom i izvršena je analiza svih rezultata. Kao materijal za ispitivanje, pored osnovnog materijala - legure aluminijuma, korišćeno je i olovo kao inaterijal koji dobro modelira tečenje aluminijuma u toplom stanju, što je potvrđeno analizom dobijenih rezultata.
Polazna osnova za analizu je dobijena digitalizovana slika meridijalnog presjeka sa mrežom deformisanih kontura žljebastih pločica. Parametri deformacija se dobijaju na osnovu
pomjeranja čvornih tačaka mreže. Kinematski parametri, zbog nestacionarnosti procesa, određuju se na osnovu brzina pomjeranja u posmatranom vremenskom intervalu, pa je neophodno odrediti pomjeranja na početku intervala. Naponski parametri su određeni metodom visioplastičnosti. Takođe su dobijeni svi naponsko deformacioni parametri numeričkom DEFORM simulacijom.
Analizom i poređenjem svih naponsko deformacionih parametara, dobijenih metodom fizičke diskretizacije i DEFORM simulacijom, dobijen je veliki broj zaključaka koji se odnose na distribuciju parametara u meridijalnoj ravni obradka. Detaljnim poznavanjem svih parametara procesa zapreminskog deformisanja stvaraju se mogućnosti odgovora na sve strožije zahtjeve u pogledu kvaliteta poroizvoda, postojanosti alata i iskorišćenja proizvodnih resursa.
The paper comprises an analysis of the stress deformation parameter processes in open die of axial-symmetrical workpieces. The analysis includes a determination of the change in all strain components, strain rate and stress in meridial cross-section of a workpiece, based on a certain change of the cross-section point displacement. To this purpose detailed experiments have been carried out , using known and acknovvledged scientific methods and developing software package, as one of those for the method of finite elements, have also been carried out.
Experimental investigations were carried out by using real material-aluminum alloys AlMgSi 0.5 of home production, for the accepted cllas of step down axial-symmetrical pieces.
The investigation is performed in the laboratory of the Institute of the Faculty of Mechanical Engineering in Podgorica, where other investigation conditions, in accordance with objective possibilities, are adapled in a way to be as much more approximate to real conditions present in production. The investigation is done at the temperatures of thermal for forming within interval of t=(42(H460) [°C], at deformation on the pres at a constant strain rate: v=2 [mm/s], and by
graphite grease lubrication.
Input parameters observed are: basic die and preparation piece geometrical parameters (defined in the form of relations of the die and basic die diameter, in order to generalize the
results obtained) and parameters (temperature, strain degree, friction coefficient, stress yield).
The experiment is organized in accordance with a modern multi-factor orthogonal plan with varying factors on two variation levels and by repeating in the central plan point. For
performing experimental investigations there were developed and made corresponding tools to prepare material by the process of one-direction extrusion, free compression and deformation in
open dies. The dies represent a combination of plate segments of corresponding dimensions and they move in a tube guide, serving at the same time as a chamber for maintaining process
isothermity.
To determine point displacement of the workpiece meridial cross-section as a base for stress-strain parameter determination, there were developed segmental preparation pieces made of groove plates. With these pieces, by an adequate forming consisting of cutting a half of a workpiece to its symmetry axis, fine polishing and biting by 10% NaOH solution , it is possible to notice a clearly expressed network of the groove plate contours, suitable for digitalization and
further computerization.
This most important factor for determining stress components both in numerical simulations and physical modelling is stress yield, thus a determination of strengthening curves
using several different methods for concrete investigation conditions was made. Ву a regression analysis of the strengthening curves there have been obtained highly correlative step function form models, as well as equivalent strengthening curves, representing mean values of the curves
obtained by various methods. The analysis of the obtained strengthening curves and their models was done on the base of comparing an experimentally obtained strain force and forced achieved by DEFORM simulation for various strengthening curves. As the second important input factor is contact friction, there has been determined a friction coefficient/factor for the concrete investigation conditions. There was used an experimental Ring Test and several caliber diagrams
by varions authors. There have been obtained caliber diagrams by DEFORM simulation and all the results have been analyzed. As an investigation material, apart from the basic one-aluminium
alloy, suitable for a good modelling of hot aluminium уield, this being proved by analyzing the results obtained.
zapreminska obrada u otvorenim kalupima, deformacija, brzina deformacije, napon, pomjeranje, brzina pomjeranja, numerička simulacija, diskretizacija, visioplastičnost
Bulk Metal Forming in Open Die, Strain, Strain Rate, Stress, Displacement, Velocity of Displacement, Numerical Simulacion, Discretization, Visioplascticity
669.017:539.374(043.3)
Serbian
16453636
Tekst.
Disertacija obuhvata analizu naponsko deformacionih parametara procesa deformisanja u otvorenim kalupima osnosimetričnih obradaka. Analiza obuhvata određivanje promjene svih komponenata deformacija, brzina deformacija i napona u meridijalnom presjeku obradka, na osnovu određene promjene pomjeranja tačaka presjeka. U tu svrhu izvedena su obimna eksperimentalna istraživanja, uz korišćenje poznatih i priznatih naučnih metoda i razvoja novih.
Takođe su izvršene numeričke simulacije pomoću DEFORM softverskog paketa, kao jednog od paketa za metod konačnih elemenata.
Eksperimentalna istraživanja izvršena su korišćenjem realnog materijala - legure aluminijuma AlMgSiO,5 domaće proizvodnje, za usvojenu klasu stepenastih osnosimetričnih djelova. Ispitivanje se vrši u Laboratoriji Instituta Mašinskog fakulteta u Podgorici, gdje su ostali uslovi istraživanja, u skladu sa objektivnim mogućnostimsa, podešeni tako da su što približniji realnim uslovima koji vladaju u proizvodnji. Ispitivanje se vrši na temperaturama tople obrade u intervalu t=(42O460) [°C], pri deformisanju na presi sa konstantnom brzinom deformisanja:
v=2 [mm/s] i podmazivanjem grafitnom mašću.
Kao ulazni parametri posmatraju se: osnovni geometrijski parametri kalupa i pripremka (definisani u obliku odnosa dimenzija kalupa i osnovnog prečnika kalupa, radi mogućnosti generalizovanja dobijenih rezultata) i termomehanički parametri (tempeatura, stepen deformacije, koeficijent trenja, napon tečenja).
Eksperiment je organizovan saglasno višefaktornom ortogonalnom planu sa variranjem faktora na dva nivoa varijacije i ponavljanjem u centralnoj tački plana. Za izvođenje eksperimentalnih istraživanja razvijeni su i izrađeni odgovarajući alati za pripremu materijala
procesom istosmjernog istiskivanja, slobodno sabijanje i deformisanje u otvorenim kalupima.
Kalupi predstavljaju kombinaciju pločastih segmenata odgovarajućih dimenzija i kreću se u cjevastoj vođici, koja istovremeno služi kao komora za održanje izotermnosti procesa.
U cilju određivanja pomjeranja tačaka meridijalnog presjeka obradka kao osnove za određivanje naponsko deformacionih parametara, razvijeni su segmentni pripremci od žljebastih pločica. Kod ovakvih pripremaka, odgovarajućom obradom koja se sastoji od skidanja jedne
polovine obradka do ose simetrije, finog poliranja i nagrizanja 10% rastvorom NaOH, golim okom se uočava jasno izražena mreža kontura žljebastih pločica, pogodna za digitalizaciju i dalju računarsku obrdu. Metod je nazvan metodom fizičke diskretizacije, s obzirom da su u pitanju fizički diskretizovani pripremci.
Najvažniji ulazni faktor za određivanje naponskih komponenata i u numeričkim simulacijama i fizičkom modeliranju jeste napon tečenja, pa je izvršeno određivanje krivih ojačavanja korišćenjem više različitih metoda za konkretne uslove istraživanja. Regresionom analizom krivih ojačavanja dobijeni su visokokorelativni modeli oblika stepene funkcije, kao i ekvivalentne krive ojačavanja, koje predstavljaju srednje vrijednosti krivih dobijenih različitim metodima. Analiza dobijenih krivih ojačavanja i njihovih modela, urađena je na osnovu uporedenja eksperimentalno dobijene deformacione sile i sila dobijenih DEFORM simulacijom za različite krive ojačavanja. Kako je drugi važan ulazni faktor kontakno trenje, izvršeno je određivanje koeficijenta/faktora trenja za konkretne uslove istrazivanja. Korišćena je eksperimentalna metoda sabijanja prstena (Ring Test) i više kalibracionih dijagrama po raznim autorima. Dobijeni su i kalibracioni dijagrami DEFORM simulacijom i izvršena je analiza svih rezultata. Kao materijal za ispitivanje, pored osnovnog materijala - legure aluminijuma, korišćeno je i olovo kao inaterijal koji dobro modelira tečenje aluminijuma u toplom stanju, što je potvrđeno analizom dobijenih rezultata.
Polazna osnova za analizu je dobijena digitalizovana slika meridijalnog presjeka sa mrežom deformisanih kontura žljebastih pločica. Parametri deformacija se dobijaju na osnovu
pomjeranja čvornih tačaka mreže. Kinematski parametri, zbog nestacionarnosti procesa, određuju se na osnovu brzina pomjeranja u posmatranom vremenskom intervalu, pa je neophodno odrediti pomjeranja na početku intervala. Naponski parametri su određeni metodom visioplastičnosti. Takođe su dobijeni svi naponsko deformacioni parametri numeričkom DEFORM simulacijom.
Analizom i poređenjem svih naponsko deformacionih parametara, dobijenih metodom fizičke diskretizacije i DEFORM simulacijom, dobijen je veliki broj zaključaka koji se odnose na distribuciju parametara u meridijalnoj ravni obradka. Detaljnim poznavanjem svih parametara procesa zapreminskog deformisanja stvaraju se mogućnosti odgovora na sve strožije zahtjeve u pogledu kvaliteta poroizvoda, postojanosti alata i iskorišćenja proizvodnih resursa.