Визначення впливу коефіцієнта зменшення товщини, кута і коефіцієнта тертя на залишні напруги в процесі витяжки: аналіз з допомогю комп'ютерного моделювання

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.243245

Ключові слова:

коефіцієнт зменшення товщини, кут матриці, коефіцієнт тертя, залишкова напруга

Анотація

Витягування – це частина групи процесів обробки металів тиском, процес зменшення товщини стінки виробу у формі чашки. Зовнішнє навантаження, необхідне для обробки металів тиском, може спричинити залишкову напругу. Залишкова напруга може бути корисною або шкідливою в залежності від функції продукту, величини та напрямки залишкової напруги. Залишкова напруга може діяти як додаткове навантаження до цього навантаження. Залишкова напруга може впливати на якість продукту, а саме: точність розмірів, шорсткість поверхні та механічні властивості. На швидкість процесу витягування сильно впливають механічні властивості матеріалу чашки, коефіцієнт зменшення товщини та конструкція пресового інструменту. Процес витягування має обмежене значення коефіцієнта зменшення товщини, перевищення якого призводить до пошкодження продукту. Було проведено різні дослідження прасування для отримання оптимального процесу. У цьому дослідженні аналіз напруги проводився з використанням програмного моделювання ANSYS для визначення залишкової напруги, що виникає в процесі витяжки. Аналіз проводився шляхом зміни коефіцієнта зменшення товщини від 20% до 30%, кута матриці від 25° до 30° та коефіцієнта тертя від 0,05 до 0,15. Крім того, обробка та аналіз даних про напруги виконуються для отримання найбільш домінуючих змінних, що впливають на залишкову напругу, і значення змінної, яке дає найменшу залишкову напругу. Аналіз напруг проводився на алюмінієвих стаканах AA1100 із зовнішнім діаметром 37 мм, висотою 20 мм та товщиною стінок 2 мм. Результати показують, що коефіцієнт зменшення товщини і коефіцієнт тертя є домінуючими змінними, що впливають на залишкову напругу, в той час як кут матриці впливає не істотно. Найменша залишкова напруга виникає при коефіцієнті зменшення товщини 30% та коефіцієнті тертя 0,15

Спонсор дослідження

  • The author would like to thank the supervisors of the Department of Mechanical Engineering, Sepuluh Nopember Institute of Technology and Design and System Engineering Laboratory, Brawijaya University, Malang for their guidance in this research.

Біографії авторів

Batan I Made Londen, Kampus ITS Sukolilo

Doctorate, Professor

Department of Mechanical Engineering

Sepuluh Nopember Institute of Technology

Agus Sigit Pramono, Kampus ITS Sukolilo

Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Sepuluh Nopember Institute of Technology

Arif Wahjudi, Kampus ITS Sukolilo

Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Sepuluh Nopember Institute of Technology

Посилання

  1. Moshksar, M. M., Kalvarzi, A. H. (2001). Ironing of Aluminum Cups. Materials and Manufacturing Processes, 16 (4), 461–470. doi: https://doi.org/10.1081/amp-100108520
  2. Khodsetan, M., Faraji, G., Abrinia, K., Shahbazi Karami, J. (2016). A Numerical and Experimental Study of Constrained Ironing Process as a Novel High Thickness Reduction Ironing Method. Transactions of the Indian Institute of Metals, 69 (10), 1843–1849. doi: https://doi.org/10.1007/s12666-016-0843-6
  3. Ragab, M. S., Orban, H. Z. (2000). Effect of ironing on the residual stresses in deep drawn cups. Journal of Materials Processing Technology, 99 (1-3), 54–61. doi: https://doi.org/10.1016/s0924-0136(99)00360-x
  4. Khodsetan, M., Faraji, G., Abrinia, K. (2015). A Novel Ironing Process with Extra High Thickness Reduction: Constrained Ironing. Materials and Manufacturing Processes, 30 (11), 1324–1328. doi: https://doi.org/10.1080/10426914.2015.1037898
  5. Tschaetsch, H. (2006). Metal Forming Practise. Processes - Machines – Tools. Springer, 406. doi: https://doi.org/10.1007/3-540-33217-0
  6. Shirazi, A., Abrinia, K., Faraji, G. (2014). Hydroironing: A Novel Ironing Method with a Higher Thickness Reduction. Materials and Manufacturing Processes, 30 (1), 99–103. doi: https://doi.org/10.1080/10426914.2014.962659
  7. Shi, M. F., Gerdeen, J. C. (1989). A Theoretical study of the ironing process in sheet metal forming. Journal of Materials Shaping Technology, 7 (4), 203–211. doi: https://doi.org/10.1007/bf02834772
  8. Kardan, M., Parvizi, A., Askari, A. (2018). Influence of process parameters on residual stresses in deep-drawing process with FEM and experimental evaluations. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 40 (3). doi: https://doi.org/10.1007/s40430-018-1085-9
  9. Tanaka, A., Wang, Z. G., Hibi, N. (2013). Development of Cup Inner Surface Smoothing Process by Ironing. Key Engineering Materials, 535-536, 263–266. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.535-536.263
  10. Faizin, A., Wahjudi, A., Batan, I. M. L., Pramono, A. S. (2018). Ironing Force Modeling Analysis on Aluminum Cup Using CATIA V5. AIP Conference Proceedings 1983, 040013. doi: https://doi.org/10.1063/1.5046270
  11. Sahu, S., Pada Mondal, D., Dass Goel, M., Zahid Ansari, M. (2018). Finite element analysis of AA1100 elasto-plastic behaviour using Johnson-Cook model. Materials Today: Proceedings, 5 (2), 5349–5353. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.12.120

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-31

Як цитувати

Faizin, A., I Made Londen, B., Pramono, A. S., & Wahjudi, A. (2021). Визначення впливу коефіцієнта зменшення товщини, кута і коефіцієнта тертя на залишні напруги в процесі витяжки: аналіз з допомогю комп’ютерного моделювання. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(1(113), 70–78. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.243245

Номер

Том 5 № 1(113) (2021): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Akhmad Faizin, Batan I Made Londen, Agus Sigit Pramono, Arif Wahjudi

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.