Příspěvek k radiálnímu vypínání osově symetrických dílců

Contribution to radial expanding of axially symetrical components

journal article - other

cs

Předkládaná práce je zaměřena na problematiku radiálního vypínání tenkostěnných trubek pomocí nepevného nástroje s cílem posoudit možnost využití získaných poznatků pro tvorbu diagramu mezní tvařitelnosti. Zkušební vzorky byly vyrobeny z trubky TR o 20 x 1 z nerezové oceli 17 248 (DIN 1.4541). Nepevným nástrojem byl Polyuretanový váleček tvrdosti 95 ShA. Pro experimenty byl navržen a vyroben nástroj, který umožňoval radiální vypínání (vyboulování) do volného prostoru, respektive do vzniku trhliny. Cílem dané práce nebylo vyrobit součástku, ale posoudit vhodnost Polyuretanu v rámci technologické zkoušky trubek radiálním vypínáním. V úvodních experimentech bylo zjištěno, že během tváření trubek v daném nástroji docházelo ke vzniku asymetrického tvaru vyboulené části vzorku. Problém byl rozebrán a pomocí dalších experimentů byl vyvozen závěr, že vznik asymetrie způsobuje vybočení polyuretanového válečku v trubce při jeho stlačování a dále, že jeho různé konstrukční uspořádání, změna tvrdosti Polyuretanu atd. tento proces neovlivní. Dále je v předložené práci provedena analýza tvorby vyboulené části trubky (postupná změna tvaru, změna tloušťky, maximální přetvoření) a posouzen vliv způsobu upnutí (vzorky s pevnými a volnými konci). V další části práce byla prověřena platnost teoretických výpočtových vztahů pro stanovení skutečné hodnoty tloušťky stěny, a to na základě porovnání teoretických hodnot s hodnotami získanými experimenty. Pro radiální vypínání Polyuretanem je platný pouze jeden vztah, který zohledňuje pevné konce vzorků. Vzhledem k asymetrii vyboulení nebylo možno z této biaxiální zkoušky vyhodnotit materiálové charakteristiky C a n, které by tento napěťový stav zohledňovaly. Z hodnot extrémního přetvoření byla definována poloha daného kritického stavu v diagramu mezní tvařitelnosti Keeler-Goodwina.

Předkládaná práce je zaměřena na problematiku radiálního vypínání tenkostěnných trubek pomocí nepevného nástroje s cílem posoudit možnost využití získaných poznatků pro tvorbu diagramu mezní tvařitelnosti. Zkušební vzorky byly vyrobeny z trubky TR o 20 x 1 z nerezové oceli 17 248 (DIN 1.4541). Nepevným nástrojem byl Polyuretanový váleček tvrdosti 95 ShA. Pro experimenty byl navržen a vyroben nástroj, který umožňoval radiální vypínání (vyboulování) do volného prostoru, respektive do vzniku trhliny. Cílem dané práce nebylo vyrobit součástku, ale posoudit vhodnost Polyuretanu v rámci technologické zkoušky trubek radiálním vypínáním. V úvodních experimentech bylo zjištěno, že během tváření trubek v daném nástroji docházelo ke vzniku asymetrického tvaru vyboulené části vzorku. Problém byl rozebrán a pomocí dalších experimentů byl vyvozen závěr, že vznik asymetrie způsobuje vybočení polyuretanového válečku v trubce při jeho stlačování a dále, že jeho různé konstrukční uspořádání, změna tvrdosti Polyuretanu atd. tento proces neovlivní. Dále je v předložené práci provedena analýza tvorby vyboulené části trubky (postupná změna tvaru, změna tloušťky, maximální přetvoření) a posouzen vliv způsobu upnutí (vzorky s pevnými a volnými konci). V další části práce byla prověřena platnost teoretických výpočtových vztahů pro stanovení skutečné hodnoty tloušťky stěny, a to na základě porovnání teoretických hodnot s hodnotami získanými experimenty. Pro radiální vypínání Polyuretanem je platný pouze jeden vztah, který zohledňuje pevné konce vzorků. Vzhledem k asymetrii vyboulení nebylo možno z této biaxiální zkoušky vyhodnotit materiálové charakteristiky C a n, které by tento napěťový stav zohledňovaly. Z hodnot extrémního přetvoření byla definována poloha daného kritického stavu v diagramu mezní tvařitelnosti Keeler-Goodwina.

The thesis deals with problems of radial expanding of thin-walled tubes when an unstable tool is used. The target is to considere possibility how to use obtained results for FLD elabaration. Specimens are cut of the o 20 x 1 tube made of 17 248 (DIN 1.4541) stainless steel. A polyurethane cylinder of stifness of 95 Sha is used as the unstable tool. This tool was designed for experiments to allowed radial expanding towards free space until the firs crack occurs. The target of this thesis is not to produce a new part but than to consider the effecienty of Polyurethan for radial expandig in technological tests of tubes. During first tests it was discovered creation of an asymmetrical shape in bulging section of the specimen. This problem was analyzed and another experimental technique was designed. The conclusion is: creation of asymmetry is due to swing of the Polyurethane cylinder, which is placed in tube, during the compression. This process is not influenced even by another construction approach or change of Polyuretane stifness. In this work an analysis of bulging section formed on tube is done (evolution of shape change, thickness change and maximum strain) and influence of clamping method is researched (specimens with strapped and free ends) Further relevance of theoretical equations for calculation of true wall thickness was prooved on basis of comparison theoretical values with values from experiments. Only one equation that takes into account specimens with strapped ends is valid for radial expanding with Polyurethane. There was no possibility to evaluate materail characteristic C and n with respect to asymmetrical bulging during the biaxial test. Position of critical formability in the Keeler-Goodwin diagram was defined due to values of critical strain.

Radiální vypínání, DIN 1.4541, tenkostěnné trubky, Polyuretan, mezní přetvoření, Keeler-Goodwin

Radial expanding, 1.4541 steel, thin-walled tubes, bulging, Polyurethane, forming limit diagram, Keeler-Goodwin

23.05.2008

VUT v Brně

Brno

1213-4198

Vědecké spisy Vysokého učení technického v Brně Edice PhD Thesis

2008

471

1–31

32