- Tytuł:
-
Kształtowanie profili cienkościennych wspomagane laserowo
Laser-assisted forming of thin-walled profiles - Autorzy:
-
Widłaszewski, J.
Nowak, Z.
Nowak, M.
Kurp, P. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/211429.pdf
- Data publikacji:
- 2017
- Wydawca:
- Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Obróbki Plastycznej
- Tematy:
-
kształtowanie laserowe
metoda elementów skończonych
konstrukcja cienkościenna
laser forming
finite element method
thin-walled structure - Opis:
-
W ostatnich latach badane są procesy kształtowania plastycznego z wykorzystaniem lokalnego nagrzewania laserowego. Nagrzewanie ma na celu umożliwienie lub ułatwienie obróbki plastycznej materiałów, które wykazują niekorzystne właściwości, jak: kruchość, silne efekty umocnienia czy powrotnego odkształcenia sprężystego. Zaprezentowane badania dotyczą hybrydowego termo-mechanicznego kształtowania plastycznego elementów cienkościennych z użyciem lokalnego nagrzewania materiału wiązką laserową. Docelowo prace są nakierowane na formowanie elementów ze stopów wykorzystywanych w przemyśle lotniczym takich, jak nadstopy niklu Inconel 625, Inconel 718, a także wysokostopowe stale martenzytyczne AISI 410 i AISI 325. Wstępne badania przeprowadzono z użyciem stali nierdzewnej X5CrNi18-10. Prace eksperymentalne i symulacje numeryczne objęły zachowanie się płaskowników o grubości 1 mm, poddanych działaniu obciążenia mechanicznego w układzie wysięgnikowym i nagrzewanych wiązką lasera CO2, przemieszczaną od swobodnego końca próbki do miejsca jej zamocowania. Doświadczalnie wykazano możliwość stosunkowo łatwego uzyskiwania dużych deformacji giętnych dzięki zastosowaniu nagrzewania laserowego. Zweryfikowane eksperymentalnie symulacje numeryczne, które wykonano metodą elementów skończonych, ujawniły intensywne płynięcie plastyczne warstwy ogrzewanej wiązką laserową. Towarzyszyło temu przemieszczanie się osi obojętnej przekroju. W kolejnym etapie badane było gięcie rur cienkościennych na specjalnie skonstruowanym stanowisku. Umożliwia ono kontrolowane wprowadzanie obciążenia mechanicznego, ogrzewanie materiału ruchomą wiązką laserową i wymuszanie zadanej deformacji zgodnie ze schematem kinematycznym urządzenia.
Forming processes assisted by localised laser heating are studied in recent years. Heating is used to make it possible or facilitate forming of materials, which exhibit such adverse properties as: brittleness, effects of high work-hardening or a high elastic spring-back. The hereby presented investigations concern the hybrid thermo-mechanical forming of thin-walled parts using local heating of the material by the laser beam. The research is aimed at forming of parts from materials used in the aviation industry, such as the nickel-base super-alloys Inconel 625, Inconel 718, and also martensitic super-alloys AISI 410 and AISI 325. Preliminary investigations are conducted using X5CrNil8-10 (1.4301) stainless steel. Experimental study and numerical simulations cover the behaviour of thin beams 1 mm thick, subjected to mechanical load in the cantilever arrangement and heated by the CO2 laser beam moving from the free end of the sample towards its fixture. The possibility of obtaining large bending deformations relatively easily due to the application of laser beam is demonstrated experimentally. Experimentally verified finite element numerical simulations show the intense plastic flow of the material layer heated by the laser beam. It is accompanied by a shift of the cross-section neutral axis of the beam. Bending of thin-walled tubes in a specially designed device is studied in the next step. It allows introducing mechanical loading in a controlled manner, heating the material by a moving laser beam and forcing the required deformation according to the kinematic scheme of the device. - Źródło:
-
Obróbka Plastyczna Metali; 2017, 28, 3; 183-198
0867-2628 - Pojawia się w:
- Obróbka Plastyczna Metali
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł