Deformarea Incrementala a Pieselor din Tabla

Politehnica

Deformarea Incrementala a Pieselor din Tabla

Byadmin ianuarie 1, 2024

D I S E R T A Ț I E

DEFORMAREA INCREMENTALĂ A PIESELOR DIN TABLĂ

Cuprins

1 INTRODUCERE

2 STADIUL ACTUAL PRIVIND DEFORMAREA INCREMENTALĂ A TABLELOR METALICE

2.1 Definirea procedeului

2.2 Clasificarea procedeelor de deformare incrementală

2.3 Principalele procedee de deformare incrementală

2.3.1 Deformarea incrementală cu role

2.3.2 Deformarea incrementală cu poanson

2.3.3 Deformarea incrementală cu jet de apă

2.3.4 Deformarea incrementală cu laser

2.3.5 Deformarea incrementală cu jet de bile

2.3.6 Deformare incrementalae cu contra scula

3 DISTRIBUȚIA DEFORMAȚIILOR PE PIESĂ LA DEFORMAREA INCREMENTALĂ ÎINTR-UN SINGUR PUNCT

3.1 Deformare incrementală intr-un singur punct

3.2 Deformare incrementala in doua puncte

3.2.1 Deformare incrementala in doua puncte ( matrita partiala ( semimatrita)

3.2.3 Deformare incrementală în două puncte (matriță completă)

3.3 Deformarea incrementală in multiple etape

4 APLICAȚII ALE PROCESULUI DE DEFORMARE INCREMENTALĂ ALE TABLELOR SUBȚIRI

5 DETERMINAREA INFLUENȚEI PARAMETRILOR GEOMETRICI ASUPRA DEFORMAȚIILOR PRINCIPALE ÎN PROCEDEUL DE DEFORMARE INCREMENTALĂ ÎNTR-UN SINGUR

5.1 Distribuția deformațiilor pe piesă la deformarea incrementală într- un singur punct.

5.2 Determinarea revenirii elastice

5.3 Deformabilitatea metalelor și aliajelor

6 DETERMINAREA RELAȚIILOR DE CALCUL ALE DEFORMAȚIILOR ȘI FORȚELOR LA DEFORMAREA INCREMENTALĂ CU POANSON

6.1 Determinarea relațiilor de calcul ale deformațiilor

6.1.2 Determinarea unghiului de contact δi

6.1.3 Calculul lungimii segmentelor li

6.1.4 Stabilirea relației de calcul a gradului de deformare logaritmic pe direcția x

6.2 Determinarea relațiilor de calcul ale forțelor de deformare

6.3 Concluzii

7 CONCLUZII

7.1 Concluzii finale

BIBLIOGRAFIE

1 INTRODUCERE

În ultimul timp în cadrul industriei producătoare de piese prin deformare plastică a apărut fabricația flexibilă, adaptarea producției la cerințele tot mai diversificate ale consumatorilor. Procedeele prin care se realizează piese prin deformare plastică sunt, în general, procedeele de ambutisare, ambutisare adâncă, tragere pe calapod sau hidroformare, procedee pentru realizarea de piese în serii mari și de masă. Aceste procedee sunt însă costisitoare, deoarece este necesară fabricarea de scule având forma piesei care se dorește să se realizeze, iar pentru fabricarea unui nou produs este necesară realizarea unui set nou de scule active.

Mai recent, au apărut noi procedee de deformare plastică, cum ar fi procedeele de deformare incrementală care înlătură acest neajuns. Pentru realizarea de piese prin acest procedeu nu sunt necesare scule active costisitoare, iar pentru realizarea unui nou produs este necesară doar schimbarea programului CNC al utilajului, în cazul deformării incrementale a tablelor metalice realizate pe mașini de frezat, fiind un procedeu de deformare foarte flexibil. În același timp, datorită faptului că scula de deformat se deplasează după un contur prestabilit, timpul de deformare este cu mult mai îndelungat decât în cazul procedeelor de deformare clasice. Datorită timpului îndelungat de deformare, dar având, în același timp, un grad mare de flexibilitate, acest procedeu de deformare se pretează pentru serii mici de fabricație a pieselor și producția de piese unicat sau prototiparea rapidă.

Procedeul de deformare incrementală a tablelor metalice reprezintă o metodă modernă de deformare plastică, cu un potențial enorm în ceea ce privește gradul de flexibilitate și personalizare a pieselor obținute prin acest procedeu.

În cadrul procedeului analizat, deformarea se realizează prin intermediul unui poanson controlat numeric. Acesta parcurge o traiectorie definită de programul CNC al mașinii cu comandă numerică, pe care se realizează deformarea. Materialul este deformat parțial doar în zona care intră în contact cu poansonul, de aici și denumirea de deformare plastică incrementală, materialul deformându-se treptat.

Deși cercetările în domeniu au început să fie din ce în ce mai numeroase, încă nu s-a studiat distribuția deformațiilor în piesă, modul cum acestea variază în funcție de geometria piesei deformate, modul în care influențează strategia de deformare distribuția acestora, dar și cum influențează diverși parametri mărimile lor.

Procesele convenționale de deformare a pieselor din tabla necesită mari dimensiuni de loturi (producție in masă), deoarece aceste procese necesită costuri mari de energie și investiții foarte mari în echipamente și scule (de exemplu, mașini-unelte, matrite, stanțe).

Deformarea incrementală este un proces nou de metal de deformare cu un potențial economic ridicat pentru aplicații de prototipuri rapide adecvate pentru producții flexibile si cantitați mici îndeplinind acest gol în procesele de deformare a metalelor.

Această teză are scopul de a înțelege mai bine influența pe care o are raza sculei în cazul apariției rupturilor fără prelucrări sau pregătiri anterioare , rupturi ca urmare a prelucrărilor anterioare ca în cazul prelucrărilor de ștanțare convenționale, care este o chestiune de discuție în jurul mecanismului de deformare incrementală.

Alte obiective importante ale acestei teze sunt: de a analiza influența razei colțului în formabilitatea ansamblului de piese a prelucrării incrementale și pentru a spori piramida convenționala de testare, în scopul de a obține măsurători într-o zonă mare a primului cadran al spațiului principal. Conductorii ulteriori duc la o reducere a numărului total de teste și să confirme în continuare rezultatele Skjøedt [1] și Silva [2] susținând că limita formării rupturii este determinată conform unei singure căi de deformație ce poate fi aplicată pentru a analiza limitele de plasticitate în mai multe etape de prelucrare incrementală.

Teza studiază, de asemenea, diferențele în formabilitatea care rezultă din utilizarea aceluiași material în două condiții diferite AA1050-H111 și AA1050-O (recoaptă).

2 STADIUL ACTUAL PRIVIND DEFORMAREA INCREMENTALĂ A TABLELOR METALICE

2.1 Definirea procedeului

Numele de deformare incrementală descrie o familie largă de procedee de deformare, toate caracterizate prin faptul că în orice moment doar o mică parte a semifabricatului este deformat, iar zona deformată se deplasează de-a lungul unei traiectorii prestabilite a sculei de deformare. Semifabricatul este prins într-un dispozitiv numit în lucrarea de față „sistem de fixare a semifabricatului”. Deformarea se poate realiza cu unul sau două elemente active. Elementul activ care produce în mod direct deformarea a fost denumit „element activ de deformare”. Elementul activ care contribuie la realizarea formei piesei parțial sau total a fost denumit „element activ de sprijin”.

În această categorie pot fi cuprinse atât o parte din procedeele clasice de deformare cât și alte procedee apărute relativ recent.

Principalele caracteristici ale procedeului de deformare incrementală sunt:

• procedeul nu necesită o matriță în accepțiunea clasică, ci doar un sistem de fixare a semifabricatului și elemente active de deformare care pot fi, de la caz la caz poansoane de dimensiuni reduse, role de deformare, dornuri, plăci active etc;

• procedeul este utilizat ca o alternativă a procedeelor clasice în cazul fabricării unor piese de serie mică sau a prototipurilor;

• procedeul de deformare incrementală este lent în comparație cu procedeele convenționale de presare, dar nu necesită echipamente de prelucrare scumpe;

• timpul de fabricație a pieselor depinde de lungimea traiectoriei de deformare necesară pentru realizarea profilului dorit, de viteza elementului activ cu care se realizează deformarea și de puterea disponibilă a utilajului folosit;

• metoda de deformare prezintă o flexibilitate ridicată, cu același echipament putând fi fabricate diverse configurații și mărimi de piese;

• deformarea fiind localizată, rezultă că rămân zone netede nedeformate, iar în zonele deformate se produce o subțiere considerabilă a grosimii materialului;

• gradele de deformare obținute prin acest procedeu sunt mult mai mari decât cele obținute prin procedeele de presare convenționale, acest lucru făcând procedeul potrivit pentru prelucrarea materialelor greu deformabile;

• deformarea fiind asimetrică, stările de tensiuni și deformații din material sunt neuniforme fapt ce conduce la reveniri elastice considerabile în material, drept consecință precizia dimensională este mai scăzută decât în cazul unui procedeu de presare convențional, iar metodele de înlăturare a acestui inconvenient se află în stadiul de studiu.

2.2 Clasificarea procedeelor de deformare incrementală

Cercetarea bibliografică realizată a relevat existența unei mari diversități de metode de prelucrare, dar nu s-a identificat o clasificare care să cuprindă toate aceste procedee.

Clasificarea procedeelor poate fi făcută luând în considerare mai multe criterii.

O primă clasificare poate fi făcută în funcție de tipul semifabricatului utilizat. Astfel, procedeele pot fi defalcate în două mari grupe:

• deformarea incrementală a semifabricatelor volumice (masive);

• deformarea incrementală a semifabricatelor din tablă.

Din prima categorie fac parte forjarea orbitală, deformarea volumică radial rotativă,deformarea incrementală cu role în mișcare planetară etc.

Având în vedere tematica lucrării de față clasificarea procedeeelor de deformare incrementală va fi detaliată, în cele ce urmează, doar pentru cazul prelucrării semifabricatelor din tablă.

În funcție de elementul activ de deformare, procedeele pot fi:

• cu poanson;

• cu rolă/role;

• cu jet de apă;

• cu laser;

• cu jet de bile.

În funcție de tipul deformării, prelucrarea se poate realiza:

• liber (fără element activ de sprijin);

• cu element activ de sprijin de tipul:

 contrapoanson;

 rolă;

 dorn;

 placă activă cu suprafață parțială sau completă.

Modul de aplicare a forței poate fi:

• continuu;

• intermitent.

Procedeul poate utiliza sistem de fixare a semifabricatului:

• fix;

• mobil.

În funcție de temperatura de prelucrare, deformarea se poate face:

• la cald;

• la rece.

O clasificare sintetică a acestor procedee este prezentată în figura 2. 1.

Fig. 2. 1 Clasificarea procedeelor de deformare incrementală

2.3 Principalele procedee de deformare incrementală

2.3.1 Deformarea incrementală cu role

Deformarea incrementală cu role se realizează pe mașini speciale și elementul activ este constituit din una, două sau mai multe role de deformare.

Materialul semifabricatului este deformat în general pe un element activ de sprijin sub forma unui dorn.

Modul de aplicare a forței este continuu, contactul dintre scula de deformare și material este permanent, iar focarul de deformare se deplasează ca urmare a cinematicii procedeului.

Pot fi prelucrate prin această metodă majoritatea materialelor metalice utilizate la operațiile de presare la rece. În anumite situații (materiale mai groase sau mai greu prelucrabile), deformarea poate fi făcută, la cald, cu încălzirea materialului semifabricatului.

Cel mai uzual procedeu de acest tip este deformarea incrementală cu o rolă și dorn de sprijin. Semifabricatul sub forma unui disc de tablă (fig. 2.2, a) este fixat ferm de dornul de sprijin 1 cu elementul de apăsare 2 și întreg subansamblul execută o mișcare de rotație. Rola de deformare 3 se deplasează pe o traiectorie plană materializând generatoarea piesei.

Fig. 2.2 Deformarea incrementală cu role fără subțierea voită a materialului

2.3.2 Deformarea incrementală cu poanson

La această variantă de deformare incrementală, scula activă este constituită dintr-un poanson de dimensiuni reduse.

Contactul dintre scula de deformare și semifabricat este continuu, iar procedeul se realizează în general la rece. O schemă simplificată a procesului de deformare este prezentată în figura 2.3.

Semifficare sintetică a acestor procedee este prezentată în figura 2. 1.

Fig. 2. 1 Clasificarea procedeelor de deformare incrementală

2.3 Principalele procedee de deformare incrementală

2.3.1 Deformarea incrementală cu role

Deformarea incrementală cu role se realizează pe mașini speciale și elementul activ este constituit din una, două sau mai multe role de deformare.

Materialul semifabricatului este deformat în general pe un element activ de sprijin sub forma unui dorn.

Modul de aplicare a forței este continuu, contactul dintre scula de deformare și material este permanent, iar focarul de deformare se deplasează ca urmare a cinematicii procedeului.

Pot fi prelucrate prin această metodă majoritatea materialelor metalice utilizate la operațiile de presare la rece. În anumite situații (materiale mai groase sau mai greu prelucrabile), deformarea poate fi făcută, la cald, cu încălzirea materialului semifabricatului.

Cel mai uzual procedeu de acest tip este deformarea incrementală cu o rolă și dorn de sprijin. Semifabricatul sub forma unui disc de tablă (fig. 2.2, a) este fixat ferm de dornul de sprijin 1 cu elementul de apăsare 2 și întreg subansamblul execută o mișcare de rotație. Rola de deformare 3 se deplasează pe o traiectorie plană materializând generatoarea piesei.

Fig. 2.2 Deformarea incrementală cu role fără subțierea voită a materialului

2.3.2 Deformarea incrementală cu poanson

La această variantă de deformare incrementală, scula activă este constituită dintr-un poanson de dimensiuni reduse.

Contactul dintre scula de deformare și semifabricat este continuu, iar procedeul se realizează în general la rece. O schemă simplificată a procesului de deformare este prezentată în figura 2.3.

Semifabricatul (fig. 2.3) este blocat pe contur în sistemul de fixare constituit din placa suport 1 și inelul de blocare 2. Poansonul 3 realizează deformarea incrementală a semifabricatului urmărind succesiv traiectorii cu perimetre diferite. După parcurgerea completă a fiecărei traiectorii poansonul coboară cu un pas. Procedeul este întâlnit în literatura de specialitate sub denumirea de deformare incrementală „într-un singur punct” deși în realitate contactul dintre poanson și semifabricat se realizează pe o zonă de dimensiuni reduse.

Fig. 2.3 Deformare incrementală cu poanson

Procedeul prezintă mai multe variante în funcție de elementul activ de sprijin utilizat și de tipul sistemului de fixare a semifabricatului, variante care sunt prezentate în figura 2.4. Variantele a, b și c au sistemul de prindere a semifabricatului fix, pe când variantele d și e au sistemul de fixare a semifabricatului mobil care se deplasează de-a lungul axei verticale în timp ce scula deformează materialul. Primele trei configurații mai poartă numele și de deformare incrementală negativă, iar ultimele două de deformare incrementală pozitivă. De asemenea, variantele b, c, d și e utilizează element activ de sprijin, motiv pentru care sunt cunoscute și sub denumirea de deformare incrementală „în două puncte”.

Fig. 2.4 Variante ale procedeului de deformare incrementală cu poanson

2.3.3 Deformarea incrementală cu jet de apă

Tehnologia de prelucrare bazată pe jetul de apă este aplicată în multe procese industriale. În general acestea sunt procese abrazive de tăiere a semifabricatelor greu de prelucrat prin procedee de așchiere. Prin acest procedeu se poate tăia practic aproape orice material fără a afecta zonal piesa.

Au fost investigate și alte posibilități de utilizare a tehnologiei bazate pe jetul de apă. Una dintre aceste posibilități este de a utiliza jetul de apă ca și element activ la deformarea incrementală.

Fig. 2.5 Parametrii importanți ai procedeului

2.3.4 Deformarea incrementală cu laser

Deformarea incrementală cu ajutorul laserului este un nou procedeu de deformare a tablelor metalice din oțel inoxidabil, aliaje ușoare de aluminiu, magneziu și titan, care au coeficienți de dilatare termică mari. În timpul procesului de deformare cu ajutorul laserului deformațiile sunt induse într-o manieră controlată în semifabricat prin deplasarea razei laser pe o parte a materialului.

Procedeul (fig. 2.6) se utilizează pentru realizarea unor operații de îndoire și are multe avantaje față de alte procedee tradiționale, deoarece deformarea materialului nu necesită forțe exterioare, aceasta realizându-se doar cu raza laser.

Fig. 2.6 Îndoirea cu laser

2.3.5 Deformarea incrementală cu jet de bile

Elementul activ de deformare poate fi și sub forma unui jet de bile dirijat cu o anumită viteză spre semifabricat. Deformarea cu jet de bile se aplică industrial la realizarea de componente pentru avioane. Aplicațiile cunoscute sunt, mai ales, piese ușor curbate .Ca principiu de lucru, deformarea cu jet de bile este însă potrivită și pentru curburi mari.

Semifabricatul, în acest caz, este liber nefiind fixat într-un dispozitiv special pe contur. Acesta este bombardat cu bile astfel încât, funcție de energia cinetică a bilelor, să fie indusă în material o stare de tensiuni de întindere sau de compresiune (fig. 2.7) care poate conduce la formarea unei suprafețe concave sau convexe. Datorită faptului că semifabricatul nu este fixat cu acest procedeu este posibil ca acesta să se deformeze integral. La piese lungi, instalația de „bombardare” se deplasează în lungul semifabricatului .

A B

Fig. 2.7 A-Schema procedeului de deformare cu jet de bile

B –masina unealta prentru procedeul de deformare cu jet de bile

2.3.6 Deformare incrementalae cu contra scula

Deformarea incrementală cu contra sculă este o variație de deformare incrementală într-un singur punct care nu folosește placa de suport, ci în schimb o contra unealtă este utilizată, care face aceeași traiectorie ca și scula principală, a se vedea figura 2.9

Fig. 2.9 Reprezentarea deformarii incrementale cu Contra – scula

3 DISTRIBUȚIA DEFORMAȚIILOR PE PIESĂ LA DEFORMAREA INCREMENTALĂ ÎINTR-UN SINGUR PUNCT

Pentru determinarea distribuției deformațiilor la deformarea incrementală s-a ales un model cu elemente finite în care s-a utilizat un semifabricat având un mesh ca în cazul analizelor pentru determinarea influenței parametrilor geometrici.

Pentru acest studiu au fost luate în considerare trei tipuri de traiectorii: traiectorie pentru descrierea unui canal rectiliniu cu indexare pe z la fiecare capăt, traiectorie pentru descrierea unui trunchi de con și traiectorie pentru descrierea unui trunchi de piramidă.În cadrul simulărilor s-a utilizat un poanson cu diametrul de 10 mm, pasul vertical al poansonului de 1 mm și ca material un aluminiu având grosimea de 0,8 mm. În continuare sunt prezentate rezultatele pentru toate cele trei tipuri de traiectorii. În continuare, în rezumat, sunt prezentate rezultatele obținute la realizarea unui trunchi de piramidă.

3.1 Deformare incrementală intr-un singur punct

Deformarea incrementală într-un singur punct oferă o contribuție importantă in procesele de deformare incrementală precum rotația si mărirea prin intindere care sunt capabile sa producă piese asimetrice.

Semifabricatul este prins într-un sistem de prindere universal al semifabricatelor și scula urmeaza conturul dorit și geometria controlată de o mașina unealtă obișnuită tip CNC .

Fig 3.1 Sectiunea unei deformari incrementale intr-un singur punct

Principalele avantaje ale procesului de deformare incrementala intr-un singur punct sunt:

• Producția de piese direct din fișierul CAD;
• Inexistența matritei pozitive sau negative;
• modificări de proiectare pot fi usor și rapid efectuate;
• Creșterea materialului formabilitatii;
• Poate fi efectuată într-o mașină convențională CNC;
• Datorită naturii incrementale a procesului, forțele sunt mici;
• Dimensiunea pieselor sunt limitate doar de mașina unealtă;
• Calitate buna rugozitatii suprafetelor pot fi atinse.

Principalele dezavantaje ale procesului de deformare incrementală într-un singur punct sunt:

• timp de formare mai lung, comparativ cu procesul de ambutisarea adâncă convenționala
• Limitat la loturi de producție de dimensiuni mici;
• Formarea de unghiuri drepte trebuie să fie realizată prin strategii în mai multe etape;
• revenirea elastică are loc, deși pot fi minimizate prin corectarea
algoritmilor;
• Mai puțina precizie geometrica, în special în cazul razelor convexe și in zonele indoirii marginilor.

3.2 Deformare incrementală in doua puncte

In cazul deformării incrementale in două puncte, semifabricatul este fixat în dispozitivul de prindere al semifabricatului care poate fi ajustat în axa Z.

Unealta de deformare incrementală este similară cu unealta folosita in cazul deformării incrementale într-un singur punct și efectuează o traiectorie a suprafeței exterioare a semifabricatului, de sus în jos a geometriei. Deformarea incrementala in doua puncte se clasifica in doua categorii : cu matrița parțială, a se vedea figura 3.2 și cu matrița completă, a se vedea figura 3.3.

3.2.1 Deformare incrementală in două puncte ( matriță parțială, semimatrița)

Fig. 3.2 . Deformare incrementală în două puncte ( semimatriță)

Aici , semimatrița are aceeași funcție ca și placa suport in deformarea incrementală într-un singur punct, doar de a susține domeniile esențiale ale semifabricatului și, de asemenea, sporind precizia geometrică cu geometrie aleatorie (nespecificată), aceeași semimatrița poate fi folosită pentru a face diferite piese cu geometrie similară.

3.2.3 Deformare incrementală în două puncte (matriță completă)

Deformarea incrementală în două puncte cu matriță completă nu este considerată ca o abordare fară matrița și are avantajul de a avea o bună precizie geometrică a pieselor, pentru că semifabricatul în timpul deformării este constrânsă de sculă si matrită (a se vedea figura 3.3)

Figura 3.3 – Deformare incrementala in doua puncte (matriță completă)

Ca dezavantaje, costurile acestui proces sunt mai mari din cauza costurilor asociate cu materialul matriței ( oțel, aluminiu, plastic, lemn sau spumă) și de fabricație. Flexibilitatea scazută este de asemenea un important dezavantaj pentru că este nevoie de o matrița specifică pentru fiecare piesă in parte.

3.3 Deformarea incrementală in multiple etape

Pentru fiecare material cu o anumită grosime , un unghi maxim de deformare poate fi determinat prin intermediul unui simplu test de deformare in formă de con în care în parametri ca marimea pasului incremental și diametrul sculei sunt menținute constante, folosind traiectoriile conventionale , când o porțiune suficienta a semifabricatului are un unghi al peretelui care depășește acest unghi maxim, semifbricatul va ceda în timpul prelucrării.

Acest unghi maxim al peretelui limitează procesul și este ușor de văzut că este imposibil să realizam piese cu pereți în unghi drept (de exemplu, la un unghi de desen de 90 de grade), deoarece grosimea peretelui, în aceste condiții ar fi zero, potrivit legii sine. S-a verificat experimental că procesul urmează aceasta lege, cu o tendință de deformare usoara.

Pentru a mări unghiul maxim al peretelui, grosimea inițială a foii de tabla poate fi crescută dar, evident, această strategie are limitări cu privire la sarcina maximă a mașinii ,si în ansamblu specificatiile grosimii piesei. Diametrele sculei si marimea pasului, de asemenea, au o influență asupra unghiul maxim de deformare .

O altă strategie pentru a obține unghiuri ale peretelui mari este acela de a urmări de redistribuirea de material prin schimbarea materialuiul de la alte zone din piesa la zonele înclinate ale peretelui. În cele din urmă, mai mulți autori au adoptat deja strategii de deformare in multitrepte.

Trecerile consecutive ale sculei, corespunzând pieselor virtuale cu creșterea unghiurilor ale peretelui, sunt în curs de executie într-un procedeu de mai multe etape. De obicei, un mare decalaj față de placa suport este favorizat pentru primele treceri, deoarece acest lucru permite o deformare mai mare, evitând extremele strangeri in partea de sus a piesei.

De asemenea, în scopul de a depăși această limitare unii cercetători aplicat strategiile deformarii in stagii multiple succes (folosind pre-forme). Figura 3.4.

Figura 3.4 – Strategie de deformare incrementala intr-un singur punct prin etape multiple .

Recent Skjoedt și colaboratorii au propus o soluție pentru a obține conuri cu pereți verticali, pentru deformare incrementală într-un singur punct fără suport printr-o strategie de deformare ce se arată în figura 3.5.

Figura 3.5 – Deformare in 5 etape

De asemenea, Douflou și colaboratorii au utilizat strategii în mai multe trepte pentru a obține piese de non-rotație, a se vedea in Figura 3.6.

Fig. 3.6 – Piese Non – rotative

4 APLICAȚII ALE PROCESULUI DE DEFORMARE INCREMENTALĂ ALE TABLELOR SUBȚIRI

Aplicațiile de deformare incrementală a tablelor subțiri pot fi și separate in doua mari zone :

Prototiparea rapidă pentru industria de automobile, de exemplu: •Suprafețe reflexive pentru faruri, a se vedea figura 4.1;

• Scut termic / vibrații , a se vedea figura 4.2;

• Carcasa pentru amortizor de zgomot pentru camioane, a se vedea figura 4.3; etc .

Figura 4.1 – Suprafete reflexive pentru faruri

Figura 4.2 – Scut termic / Vibrații pentru automobile

Figura 4.3 – Carcasa unui amortizor de zgomot pentru camioane

Aplicații non-auto, de exemplu: scaune de motociclete, rezervor de motociclete, cuptor solar, matrițe de producție, tiparuri pentru suprafețe și unele aplicații medicale, vezi Figura 4.5.

Figura 4.5 – Aplicații medicale ale deformării incrementale a tablelor subțiri.
a) placă craniana
b) placa dentara

Unele domenii posibile de aplicare pentru deformarea incrementală a tablelor subțiri sunt arhitectura, aparate de uz casnic, industrie, industria aerospațială și industria marină.

Industria aerospațială și biomedicală sunt din ce în ce mai utilizate în ultimii ani. Tanaka și colaboratorii au dovedit viabilitatea procesului de deformare incrementală într-un singur punct printr-o proteza dentara din titan pur, a se vedea figura 4.5 (b), unde principalele dificultăți în producția aceastei piese , au fost calitatea suprafeței, de care a fost nevoie să găsească combinația optimă dintre viteza de avans și de lubrifiere. Hussain și colaboratorii săi au demonstrat că deformarea incrementală într-un singur punct poate fi, de asemenea, aplicată comercial în titan pur daca o sculă adecvată, un lubrifiant bun și o metoda de lubrifiere sunt adoptate corect.

5 DETERMINAREA INFLUENȚEI PARAMETRILOR GEOMETRICI ASUPRA DEFORMAȚIILOR PRINCIPALE ÎN PROCEDEUL DE DEFORMARE INCREMENTALĂ ÎNTR-UN SINGUR

Scopul acestei analize este de a evidenția distribuția deformațiilor principale, a subțierii relative, în procedeul de deformare incrementală într-un singur punct pentru piese de tip canal rectiliniu.

În continuare, se prezintă starea de deformații specifice precum și subțierea relativă pe direcția deplasării poansonului. Aceasta este reprezentată în succesiunea de figuri 5.1 – 5.6.

Fig. 5.1 Distribuția deformației principale, ε1

[mm/mm] la deformarea unui canal rectiliniu.

Fig. 5.2 Distribuția deformației secundare, ε2

[mm/mm] la deformarea unui canal rectiliniu

Fig. 5.3 Distribuția deformației echivalente, εvM

[mm/mm] la deformarea unui canal rectiliniu

Fig. 5.4 Distribuția deformației pe grosime, ε3

[mm/mm] la deformarea unui canal rectiliniu

Fig. 5.5 Distribuția subțierii relative, s, % la deformarea unui canal rectiliniu

Fig. 5.6 Distribuția grosimii materialului, g [mm] la deformarea unui canal rectiliniu

Deformația principală are valori maxime de-a lungul deplasării poansonului pe direcția x, cu un maxim în zona de penetrare inițială pe direcția z. În figura 5.1 este prezentată deformația principală și modul de variație. Deformația secundară are un maxim în zonele de penetrare a poansonului, cu un maxim în zona de penetrare inițială a poansonului după cum se poate observa în figura 5.2. În figura 5.3 este prezentată deformația echivalentă von Mises, care atinge valori maxime în zonele de penetrare a poansonului și are o distribuție pe piesă la fel ca deformația principală.

Același fenomen, ca și în cazul deformațiilor, se poate observa din figurile 5.5 și 5.6în cazul subțierii relative a materialului și a variației grosimii tablei.

Cazurile luate în considerare și valorile maxime ale rezultatelor analizei numerice pentru toți parametrii luați în considerare sunt prezentate în tabelul urmator.

După cum se poate observa din tabel, cu cât pasul vertical este mai mic avem deformații secundare și subțiere relativă mai mari. Cu creșterea diametrului poansonului cresc valorile pentru toate caracteristicile studiate, deformații principale și subțiere relativă.

5.1 Distribuția deformațiilor pe piesă la deformarea incrementală într- un singur punct.

Pentru determinarea distribuției deformațiilor la deformarea incrementală s-a ales un model cu elemente finite în care s-a utilizat un semifabricat având un mesh ca în cazul analizelor pentru determinarea influenței parametrilor geometrici.

Pentru acest studiu au fost luate în considerare trei tipuri de traiectorii: traiectorie pentru descrierea unui canal rectiliniu cu indexare pe z la fiecare capăt, traiectorie pentru descrierea unui trunchi de con și traiectorie pentru descrierea unui trunchi de piramidă. În cadrul simulărilor s-a utilizat un poanson cu diametrul de 10 mm, pasul vertical al poansonului de 1 mm și ca material un aluminiu având grosimea de 0,8 mm. În continuare sunt prezentate rezultatele pentru toate cele trei tipuri de traiectorii. În continuare, în rezumat, sunt prezentate rezultatele obținute la realizarea unui trunchi de piramidă.

Trunchi de piramidă

Din analiza figurilor 5.7 – 5.12 se poate observa faptul că deformațiile principală și echivalentă au o distribuție neuniformă pe suprafața semifabricatului supus deformării remarcându-se localizarea pronunțată a deformațiilor maxime de-a lungul traiectoriei pe care s-a deplasat poansonul. Acest fapt se poate explica prin reducerea treptată a secțiunii aflată în fața focarului de deformare în deplasarea acestuia.

Fig. 5.7 Distribuția deformației principale, ε1

[mm/mm] la deformarea unui trunchi de piramidă

Fig. 5.8 Distribuția deformației secundare, ε2

[mm/mm] la deformarea unui trunchi de piramidă

Fig. 5.9 Distribuția deformației echivalente, εvM

[mm/mm] la deformarea unui trunchi de piramidă

Fig. 5.10 Harta distribuției deformației pe grosime, ε3 [mm/mm] la deformarea unui trunchi de piramidă

Fig. 5.11 Distribuția subțierii relative a materialului, s, % la deformarea unui trunchi de piramidă

Fig. 5.12 Distribuția grosimii materialului, g [mm] la deformarea unui trunchi de piramidă

Deformația secundara are valori maxime în colțurile piesei, cu un maxim în colțul în care poansul execută mișcarea de avans pe direcție verticală.

Observația referitoare la deformația principală se reconfirmă și la nivelul grosimii tablei și subțierii relative înregistrate la sfârșitul simulării (fig. 5.11 și 5.12).

Pentru evidențierea evoluției deformațiilor principale, a subțierii relative și deplasării pe direcția z pe piesa rezultată s-au ales cinci noduri, după cum urmează: un nod (56644) aflat chiar în marginea zonei de pătrundere a poansonului la primul pas, altul situat în zona de pătrundere a poansonului la primul pas (54475), altul aflat în zona de mijloc dintre primul și ultimul pas (52799), altul în zona de penetrare la ultimul pas (52063) și ultimul în zona de mijloc a piesei (48446). Poziția elementelor selectate pentru analiză este prezentată în figura 5.13.

Fig. 5.13 Poziția elementelor pentru care au fost studiate variațiile parametrilor caracteristici în timpul deformării

Fig. 5.14 Variația în timp a deplasării de direcția z

Fig. 5.15 Variația în timp a deformației principale

Fig. 5.16 Variația în timp a deformației secundare

Fig. 5.17 Variația în timp a subțierii relative

În figura 5.14 este prezentată variația în timp a deplasării nodale pe cele cinci elemente. Se observă faptul că variația acestora este asemănătoare cu a nodurilor din cazul traiectoriei care descrie o piesă de tip trunchi de con. Valoarea maximă este prezentă la nivelul nodului din zona în care poansonul execută ultimul pas pe direcție verticală. Nodurile din centrul piesei, respectiv din zona învecinată zonei de pătrundere a poansonului au valori apropiate de valoarea maximă. În cazul nodurilor din apropierea zonei de penetrare a poansonului la primul pas, respectiv zona în care poansonul execută primul pas, se observă că la un moment dat au valori constante, aceste momente corespund pașilor în care poansonul nu mai vine în contact cu materialul din zonele respective.

În figura 5.15 este prezentată variația în timp a deformației principale. Din grafic se poate observa că nodul aflat în vecinătatea zonei de pătrundere și nodul din centrul piesei prezintă cele mai mici deformații. Deformațiile principale maxime sunt localizate la nivelul nodului din zona în care poansonul execută ultimul pas.

Variația în timp a deformației secundare este prezentată în figura 5.16. Din figură se observă că aceasta are valori maxime la fel ca și în cazul deformației principale, în nodul din zona unde poansonul execută ultimul pas. Deformațiile minime sunt localizate în aceleași noduri ca în cazul celor principale.

Din figurile 5.15 și 5.16 se observă că deformațiile, la fel ca în cazul trunchiului de con, rămân aproximativ constante în valoare (54475) după ce poansonul a deformat materialul din această zonă și deformează în continuare materialul din zonele inferioare (52789, 52063).

Evoluția valorilor subțierii relative a materialului este prezentată în figura 5.17. Aceasta are o evoluție asemănătoare cu a deformației principale, la fel ca și în cazul traiectoriei liniare.

5.2 Determinarea revenirii elastice

Analizele prezentate până în momentul de față în acest capitol au fost analize explicite. Spre deosebire de acestea, analizele care au fost rulate pentru determinarea revenirii elastice sunt analize implicite. O analiză implicită pentru determinarea arcuirii elastice în programul LS-DYNA este precedată întotdeauna de o analiză explicită care simulează procedeul de deformare analizat. Astfel, după efectuarea analizei explicite se elimină toate corpurile considerate rigide din analiza explicită (în cazul de față : placa activă, poansonul și inelul de reținere), se importă geometria finală a piesei din analiza explicită și se importă starea de tensiuni și deformații de la finalul analizei explicite.

Datele care definesc plasticitatea materialului sunt eliminate, rămânând doar cele care definesc comportarea elastică a acestuia, adică modulul de elasticitate (E) și coeficientul lui Poisson (υ), după care urmează soluționarea problemei cu ajutorul solverilor impliciți din programul LS-DYNA. În analizele de față s-a determinat arcuirea elastică pentru trei tipuri de traiectorii: traiectorie pentru descrierea unui canal rectiliniu cu indexare pe z la fiecare capăt, traiectorie pentru descrierea unui trunchi de con, traiectorie pentru descrierea unui trunchi de piramidă. În cadrul simulărilor s-a utilizat un poanson cu diametrul de 10 mm, pasul vertical al poansonului de 1 mm și ca material un aluminiu având grosimea de 0,8 mm.

Din figura 6.1 poate observa că revenirea maximă se produce în zona în care poansonul pătrunde pe direcție verticală. Pentru canalul rectiliniu revenirea minimă se produce în partea opusă zonei de penetrare a poansonului la primul pas.

În urma acestor analize se poate trage concluzia că deși în urma traiectoriilor ar trebui să rezulte piese simetrice, datorită modului de deformare asimetric și a deformațiilor elastice prezente în timpul deformării, piesele rezultate în urma acestui procedeu de deformare prezintă o ușoară asimetrie.

Fig. 5.18 Distribuția revenirii elastice pe direcția Oz pentru canalul rectiliniu

5.3 Deformabilitatea metalelor și aliajelor

Deformabilitatea metalelor și aliajelor caracterizează capacitatea acestora de a se deforma permanent fără ruperea legăturilor interioare.

Mărimea gradului de deformare posibil de aplicat unui material dat fără ca să apară fisuri sau ruperea acestuia în timpul deformării, în condiții de temperatură și viteză de deformare date, este în general , considerat ca fiind deformabilitatea acestuia.

Din această definiție decurg următoarele neajunsuri:

1. este dificil de precizat gradul de deformare la care apare prima fisură sau criteriul de rupere, respectiv mărimea critică a fisurii inițiale.

2. nu este încă acceptată o metodă de echivalare și transfer a datelor obținute din încercările de deformabilitate prin metode standardizate, la procesele industriale de

deformare plastică a semifabricatelor.

Modificarea condițiilor de deformare prezente la derularea procesului industrial,

ca de exemplu temperatura și viteza de deformare, sunt dificil de luat in considerare

pentru corectarea deformabilității stabilite prin încercări.

Ținand seama de aceste neajunsuri se utilizează următoarea definiție: Deformabilitatea reprezintă capacitatea unui material de a fi deformat plastic fără apariția unor condiții nedorite.

Dintre condițiile nedorite fac parte: fisurarea sau ruperea materialului în timpul

deformării plastice, condiții de calitate necorespunzătoare a suprafeței( macro

asperități), cutarea sau ondularea tablelor ambutisate, structura grosolană, dificultăți de

curgere a materialului la umplerea matrițelor sau alte condiții impuse comercial.

Avand în vedere că deformabilitatea unui material se exprimă prin gradul de

deformare la care apar primele fisuri, respectiv ruperea acestuia rezultată dintr-o

încercare mecanică standard sau una specifică procesului de deformare industrială, este necesar să se evidențieze procesul ruperii care, pentru toate procedeele industriale de deformare plastică ca și la materialele deformate plastic în aceste procese, apare sub

forma ruperii ductile.

Mecanismul ruperii ductile, analizat pe baza încercării de tracțiune monoaxială, este dependent de temperatura și viteza de deformare de unde rezultă că pentru temperaturi de deformare sub 0,5Tt(sub temperatura de deformare la cald), apare deobicei ruperea ductilă de tip con-cupă, iar la deformarea la cald(peste 0,5Tt) este prezentă ruperea ductilă de forma dublu con.

Ruperea ductilă de tip con-cupă care determină mărimea deformabilității, prezintă trei

stadii: a. germinarea(inițierea)porilor, b. creșterea porilor, c. coalescenta porilor

si formarea fisurilor.

6 DETERMINAREA RELAȚIILOR DE CALCUL ALE DEFORMAȚIILOR ȘI FORȚELOR LA DEFORMAREA INCREMENTALĂ CU POANSON

6.1 Determinarea relațiilor de calcul ale deformațiilor

Pentru calculul deformațiilor din procedeul de deformare incrementală se va lua în considerare o placă activă cu contur pătrat.

În figura 6.1 este prezentat modelul geometric al schemei de lucru propusă pentru deformarea cu placă activă de deformare cu contur pătrat.

Fig. 6.1 Modelul geometric pentru placa activă cu contur pătrat

La elaborarea acestei metode s-a plecat de la metoda de calcul fundamentată de profesorul Hideo Iseki care a apelat la o ipoteză simplificatoare și anume aceea că semifabricatul este solicitat în cadrul unei stări plane de deformații și dezvoltată ulterior de către Oleksik care ține cont și de prezența unghiului δ. Introducerea acestui unghi contribuie la creșterea preciziei metodei dar și la complicarea algoritmilor matematici de rezolvare. În cadrul acestui model matematic se vor introduce doi parametri: pasul pe direcție verticală pz și pasul pe direcție orizontală px. Prin acest model matematic se dorește a se determina deformațiile și forțele de deformare la începutul fiecărei penetrări a poansonului pe direcție verticală în material. Mărimile geometrice care intervin în calcul sunt: raza poansonului sferic Rp, raza de racordare a plăcii active Rpl, lungimea laturii deschiderii părții inferioare a sistemului de fixare Lpl, distanța dintre marginea plăcii active și poanson d, grosimea materialului g, adâncimea de pătrundere a poansonului în material h, diametrul semifabricatului Dsf și pasul pe cele două direcții, px și pz. În funcție de aceste mărimi sunt calculate: mărimile unghiurilor de contact θiși δi, segmentele l1i, l2i, l3i, l4i, l5i, l6i, l7i, l8i (fig. 3.2-3.4). Folosind acești parametri geometrici și considerându-se că deformația maximă este localizată la nivelul arcelor de contact l3i și l4i pentru direcția x și că celelalte segmente suferă deformații mici care pot fi neglijate, se vor calcula gradele de deformare logaritmice pe direcția x. Pe baza primei legi a deformării plastice (legea volumului constant), se va determina într-o primă fază deformația pe direcția grosimii materialului semifabricatului.

Pentru început, se vor introduce următoarele notații pentru a simplifica formulele de calcul care urmează:

ρp = Rp + ;

ρpl =Rpl +

L = Lpl + 2 × Rpl

Elementele care definesc geometria schemei de lucru

pentru primul pas

Elementele care definesc geometria schemei de lucru

pentru al doilea pas

Elementele care definesc geometria schemei de lucru

pentru al treilea pas

6.1.1 Determinarea unghiului de contact 𝜃 i

Se deosebesc două cazuri: centrul cercului care definește poansonul se găsește situat deasupra centrului arcului de cerc care definește raza de racordare a plăcii active (fig. 6.2, a) și cazul în care centrul cercului se găsește sub centrul arcului de cerc amintit (fig. 6.2, b).

a) Cazul în care centrul arcului de cerc care definește raza de curbură a poansonului se găsește deasupra centrului plăcii active

Fig. 6.2,a Determinarea unghiului 𝛉

b) Cazul în care centrul arcului de cerc care definește raza de curbură a poansonului se găsește sub centrul plăcii active

Fig. 6.2,b Determinarea unghiului 𝛉

În urma calculelor se ajunge la următoarele relații ale unghiului 𝜃:

pentru cazul în care centrul arcului de cerc care definește raza de curbură a poansonului se găsește deasupra centrului plăcii active și

pentru cazul în care centrul de cerc care definește raza de curbură a poansonului se găsește sub centrul plăcii active.

6.1.2 Determinarea unghiului de contact δi

Calculul unghiului pentru primul pas

a) Cazul în care centrul arcului de cerc care definește raza de curbură a poansonului se găsește deasupra centrului plăcii active

Fig. 6.3,a Determinarea unghiului δ1

b) Cazul în care centrul arcului de cerc care definește raza de curbură a poansonului se găsește sub centrul plăcii active

Fig. 6.3,b Determinarea unghiului δ1

În urma calculelor se ajunge la următoarele relații ale unghiului δ1:

pentru cazul în care centrul arcului de cerc care definește raza de curbură a poansonului se găsește deasupra centrului plăcii active și

pentru cazul în care centrul de cerc care definește raza de curbură a poansonului se găsește sub centrul plăcii active.

Calculul unghiului pentru al doilea pas

Fig. 6.4 Determinarea unghiului δ2

În urma calculelor se ajunge la următoarea relație pentru unghiul δ2 :

Calculul unghiului pentru al treilea pas

Folosind același raționament ca la pasul al doilea, se obține relația:

6.1.3 Calculul lungimii segmentelor li

Cunoscând valorile celor două unghiuri de contact s-au calculat lungimile segmentelor li pentru fiecare pas.

Calculul lungimii segmentelor li pentru primul pas

L1 = L = Lpl + 2 * Rpl ;

Calculul lungimii segmentelor li pentru al doilea pas

Calculul lungimii segmentelor li pentru al treilea pas și următorii pași

Folosind același raționament ca și la pasul al doilea, se obțin relațiile atât pentru lungimea inițială a semifabricatului cât și pentru lungimile segmentelor li.

După cum se poate observa din relațiile de mai sus de la pasul al doilea și în continuare lungimile segmentelor li și ale lungimii inițiale a semifabricatului se calculează pe baza acelorași relații, singura diferență fiind indicele care reprezintă numărul pasului pentru care s-au calculat respectivele lungimi.

6.1.4 Stabilirea relației de calcul a gradului de deformare logaritmic pe direcția x

Pentru a determina gradul de deformare logaritmic pe direcția x se va aprecia mărimea segmentului care suferă cea mai importantă deformare pe baza celor calculate mai sus. Considerându-se că segmentele care suferă deformația maximă sunt cele care vin în contact direct cu poansonul (l3i și l4i), gradul de deformare logaritmic se determină ca logaritmul raportului dintre mărimea acestor segmente după deformare și mărimea lor înainte de deformare. Astfel:

După efectuarea substituțiilor, adică înlocuind lungimile segmentelor cu formulele prezentate anterior, rezultă mărimea gradului de deformare logaritmic pe direcția x.

Primul pas

Pasul al doilea

Pentru restul pașilor lungimile segmentelor se calculează la fel ca pentru pasul al doilea ca urmare și deformațiile se vor calcula tot cu relația de mai sus.

6.2 Determinarea relațiilor de calcul ale forțelor de deformare

Forțele din procedeul de deformare plastică incrementală s-au calculat pornind de la relațiile dezvoltate de către Oleksik în teza sa de doctorat, dar relațiile utilizate permit determinarea forței la fiecare pas de deformare și țin cont de modificarea parametrilor geometrici (δi, θi) odată cu indexarea pasului. Relațiile pe baza cărora s-au calculat forțele sunt următoarele:

unde:

Bieste perimetrul de contact dintre material și poanson;

g 0– grosimea inițială a semifabricatului;

K – coeficientul de rezistență;

n – coeficientul de ecruisare;

ε0– deformația remanentă;

ε x– deformația pe direcția x;

δ i, θi– unghiurile de contact

μ – coeficientul de frecare.

6.3 Concluzii

Concluziile rezultate sunt valabile pentru o stare plană de tensiuni în material și doar în zona de pătrundere pe direcție verticală a poansonului, zona unde, în cazul real, se întâlnesc maximele deformațiilor și forțelor. Se pot aprecia astfel, pe baza studiului teoretic, tendințele de variație ale gradului de deformare logaritmic și ale forțelor pe cele două direcții în funcție de parametrii geometrici semnificativi, dar nu se pot determina cu certitudine mărimile cantitative ale acestor parametri.

O influență semnificativă asupra deformațiilor o au pasul vertical pz, unghiul peretelui piesei θ și raza poansonului Rp.

În cazul forțelor, parametrii care au o influență semnificativă sunt pasul vertical pz, grosimea materialului semifabricatului g și lungimea laturii deschiderii părții inferioare a sistemului de fixare Lpl.

În realitate, în cazul deformării incrementale a tablelor metalice, starea de deformare este spațială, complexă iar comportarea reală a materialului la o astfel de solicitare este dificil de determinat analitic. Pentru o apreciere mai bună și completă a comportării materialului sunt necesare simulări numerice ale procesului de deformare incrementală prin metoda elementului finit, metodă care dă rezultate mult mai apropiate de realitate.

7 CONCLUZII

7.1 Concluzii finale

Lucrarea de față a urmărit studierea distribuției deformațiilor pe piesele deformate incremental, determinarea forțelor ce intervin în proces și a preciziei geometrice a pieselor obținute prin deformare incrementală.

Inițierea cercetărilor teoretice și practice, alegerea direcțiilor de cercetare și a metodelor utilizate au fost stabilite în urma parcurgerii unui material documentar de specialitate, prezentat în stadiul actual în domeniu.

Etapele parcurse în desfășurarea cercetărilor au avut ca suport logistic utilizarea programului de analiză numerică cu element finit în domeniul plastic – ANSYS LS-DYNA, Matlab pentru achiziția și prelucrarea automată a datelor experimentale, respectiv Mathcad.

Concluziile finale ale cercetărilor se pot sintetiza astfel:

• procedeul de deformare incrementală a tablelor metalice „într-un singur punct” este un procedeu complex, flexibil care se pretează pentru producția de serie mică sau unicat din industria constructoare de mașini, aeronautică, constructoare de vapoare,medicină sau arhitectură;

•acest procedeu este limitat de timpii mari de realizare a pieselor;

• pentru modelarea cât mai corectă a procedeului de deformare incrementală „într-un singur punct” se impune metoda elementelor finite în domeniul neliniar;

• deformațiile principale, deformațiile echivalente și subțierea relativă au o distribuție neuniformă în piesă;

•în cazul pieselor de tip calotă scăderea diametrului poansonului duce la scăderea deformațiilor secundare, dar cresc deformațiile principale, deformațiile echivalente și subțierea relativă, iar creșterea pasului pe direcție verticală are ca efect scăderea valorilor deformațiilor principale și a subțierii relative, dar cresc deformațiile secundare;

• în cazul pieselor de tip canal rectiliniu prin scăderea valorii pasului vertical obținem deformații secundare și subțiere relativă mai mari, iar prin creșterea diametrului poansonului cresc valorile pentru toate caracteristicile studiate, deformații principale, deformații echivalente și subțiere relativă;

• pentru piesele de tip trunchi de piramidă creșterea pasului vertical și a valorii unghiului peretelui piesei duc la creșterea deformației principale, secundare, deformației echivalente von Mises și a subțierii relative;

• în cazul determinării influenței parametrilor geometrici asupra valorii forțelor, pe direcție verticală și una din direcțiile din planul tablei, creșterea valorii acestora are ca efect creșterea valorii forțelor pentru toate tipurile de piese care au fost utilizate în cadrul cercetărilor;

• pentru obținerea unei distribuții a deformațiilor mai omogenă în piesă și a unor valori ale deformațiilor secundare și subțierii relative mici pentru piesele de tip calotă, trunchi de con și trunchi de piramidă se recomandă a se utiliza o traiectorie de tip spirală, traiectorie prin care se obțin și valori mai mici ale forțelor, dar se evită în același timp variațiile bruște din momentul pătrunderii poansonului în material;

• creșterea unghiului de înclinare al peretelui piesei duce la o scădere a valorii diferenței de nivel dintre profilul teoretic și profilul real, iar creșterea pasului vertical duce la o creștere a acestei diferențe;

• evaluând rezultatele analizelor prin MEF efertuate pentru piesele de tip canal rectiliniu s-a constat că prin creșterea valorii pasului vertical deformațiile secundare și subțierea relativă sunt mai mici, dar avem deformații principale mai mari, iar prin creșterea valorii diametrului poansonului cresc valorile tuturor caracteristicile studiate (deformații principale, secundare și subțiere relativă). Diferențele între valorile înregistrate prin MEF și cercetările experimentale sunt de 2-19 % în cazul deformației principale, 1-17 % pentru deformația secundară și 0,5-15 % pentru subțierea relativă;

BIBLIOGRAFIE

1. Alberti, N., et al. Analysis of metal spinning processes by the ADINA code. Computers & Structures 32 (3-4) , 1989, pp.517-525.

2. Ambrogio, G., et al. Some relevant correlation between Process parameters and Process Performance in Incremental Forming of metal sheet. Proc. of the 6th Conference ESAFORM, 28-30 April. Salerno

Italy, 2003, pp. 175-178.

3. Ambrogio, G., et al. An analytical model for improving precision in single point incremental forming, Journal of Materials Processing Technology, Volume 191, Issues 1-3, 1 August 2007, pp. 92-95, .

4. Attanasio, A., Ceretti, E., Giardini, C., Optimization of tool path in two points incremental forming, Journal of Materials Processing Technology 177, 2006, pp. 409-412.

5. Attanasio, A., et al. Asymetric two points incremental forming: improving surface qualityand geometric accuracy by tool path optimization, Journal of Materials Processing Technology 197, 2008, pp. 59-67.

6. Aoyama, S., Amino, H., Lu, Y., Matsubara, S. Apparatus for dieless forming plate materials, Europäisches Patent EP0970764, 2000.

7. Avitzur, B., Yang, C.T. Analysis of power spinning of cones. Journal of Engineering for Industry-Transactions of the ASME (series B) 82, 1960, pp. 231-2

8. Bambach, M., Hirt, G., Junk, S. Modelling and Experimental Evaluation of the Incremental CNC Sheet Metal Forming Process. 7th International conference on Computational Plasticity, 2003, Barcelona, pp.1.

9. Banabic D., Dorr R.I., Deformabilitatea tablelor metalice subțiri, OIDICM, București, 1990.

10. Blaga, A., et al. Mathematical model for determining the forces in single point incremental forming, International Conference on Manufacturing Science and Education – MSE 2011, 2011, pp. 163-166.

11. Blaga, A., et al. Influence of geometric parameters on the main deformations, relative thinning and forces in single point incremental forming for dome parts, Bulletin of the Polytechnic Institute of Iași, Vol. LVII(LXI), Fascicle 4, Machine Constructions, 2011, pp. 9-18

11. Blaga, A., et al. Experimental studies and FEM analysis regarding the forming forces in single point incremental forming process for various parts, Bulletin of the Polytechnic Institute of Iași, Vol. LVII(LXI), Fascicle 4, Machine Constructions, 2011, pp. 19-34

12. Blaga, A., et al. Influence of tool path on main strains, thickness reduction and forces in single point incremental forming process, ICMaS, Vol. 6, Issue 4, 2011, pp. 191-196.

13. Blaga, A., et al. Experimental Studies and FEM Analysis Regarding the Influence of Geometric Parameters on Strain, Thickness Reduction and Forces in Incremental Forming Process, Analele Universității „Eftimie Murgu” Reșita, Vol. XVIII, Issue 3, 2011, pp. 43-54.

14. Velicu, Ș, et al. A Study on the Improvement of the Mechanic Eccentric Presser Dynamic, ICMaS București, 2004, pp. 223-226.

15. Taleb Araghi, B., et al. Investigation into a new hybrid forming process: Incremental Sheet forming combined with stretch forming, CIRP Annals – Manufacturing Technology 58, 2009, pp. 225-228.

16. Yamashita, M., Gotoh, M., Atsumi, S.-Y., Numerical simulation of incremental forming of sheet metal. Journal of Materials Processing Technology 199, 2008, pp. 163-172.

17. Zhan, M., et al. Research on variation of stress and strain field and wall thickness during cone spinning. Materials Science Forum 532-533, 2006, pp. 149-152.

18. ARAMIS User Manual – Software. FLC Computation v6, GOM mbH, Germany, 2007.

19. LS-DYNA version 971. Keyword user’s manual. Livermore Software Technology Corporation, Vol.1, 2009.

20. LS-DYNA version 971. Materials models. Livermore Software Technology Corporation, Vol.2, 2009.

21. LS-DYNA version 971. Theoretical Manual. Livermore Software Technology Corporation, 2009

22. SR EN 10002-1:2002 Materiale metalice. Încercarea la tracțiune. Partea 1: Metodă de încercare (la temperatura ambiantă), 2002.

23. Shim, M.-S., Park, J.J., The formability of aluminum sheet in incremental forming. Journal of materials Processing Technology 113, 2001, pp. 654-658.

24. Silva, M. B., et al. Revisiting the fundamentals of single point incremental forming by means of membrane analysis, international Journal of machine Tools & Manufacture 48, 2008, pp. 73-83.

25. Quigley, E., Monaghan, J. The finite element modeling of conventional spinning using multi-domain models. Journal of Materials Processing Technology 124(3), 2002, pp. 360-365.