Analiza naprężeń i odkształceń oraz sił i energii w początkowej strefie kontaktu ziarna ściernego z obrabianym materiałem

STRESZCZENIE: W pracy autorzy przeanalizowali procesy oddzielania materiału, których złożoność wynika ze zmienności właściwości geometrycznych ostrzy ziaren ściernych. Znajomość naprężeń i odkształceń oraz sił i energii, pozwala uzyskać wiele cennych informacji dotyczących zjawisk zachodzących w procesie mikroskrawania. Analizy przeprowadzone zostały w systemie Ansys, a założenia oraz wyniki symulacji poddane zostały walidacji eksperymentalnej.

SŁOWA KLUCZOWE: Ansys, mikroskrawanie, szlifowanie, modelowanie, MES

ABSTRACT: The authors analyzed the material separation processes, whose complexity follows from the volatility the blades geometric properties of the abrasive grains. Knowledge of stress and strain and the strength and energy, allows you to get a lot of valuable information on the phenomena occurring in the process of Microcutting. Analyses were carried out in the system Ansys and assumptions and the simulation results were subjected to experimental validation.

KEYWORDS: Ansys, microcutting, grinding, modeling, FEM

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Anderson D., Warkentin A., Bauer R., Experimental and numerical investigations of single abrasive grain cutting, International Journal of Machine Tools & Manufacture 51 (2011), 898-910.
• Anderson D., Warkentin A., Bauer R., Comparison of spherical and truncated cone geometries for single abrasive grain cutting, Journal of Materials Processing Technology 212 (2012), 1946-1953.
• Buchkremer S., Wu B., Lung D., Münstermann, Klocke F., Bleck W., FE-simulation of machining processes with a new material model, Journal of Materials Processing Technology 214 (2014) 599–611
• Kacalak W., Królikowski T., Rypina Ł., Modelowanie naprężeń i przemieszczeń materiału w strefie mikroskrawania pojedynczym ziarnem ściennym z wykorzystaniem środowiska Ansys – cz. II, Mechanik NR8-9/2014 str. 171-175/724.
• Kacalak W. Bałasz B., Tomkowski R., Lipiński D., Królikowski T., Tandecka K., Rypina Ł. Problemy naukowe i kierunki rozwoju procesów mikroobróbki ściernej, Mechanik NR8-9/2014 str. 157-170/724.
• Kacalak W., Królikowski T., Rypina Ł., Badanie procesu mikroskrawania z wykorzystaniem zintegrowanego systemu rejestracji obrazów szybkozmiennych, Mechanik NR 8-9/2013 str. 203-211.
• Kacalak W., Królikowski T., Rypina Ł., Modelowanie naprężeń i przemieszczeń materiału w strefie mikroskrawania z wykorzystaniem środowiska LS-DYNA, Mechanik NR 8-9/2013 str. 226-240.
• Kacalak W., Tandecka K., Sempruch R., Badania modelowe procesu mikroskrawania, MECHANIK NR 8-9/2013.
• Kacalak W., Teoretyczne podstawy minimalizacji energii właściwej w procesach obróbki ściernej, XX Naukowa Szkoła Obróbki Ściernej, Poznań 1997, str. 77-81.
• Lipiński D., Kacalak W., Tandecka K., Zastosowanie systemu skanowania przestrzennego do oceny zużycia narzędzi ściernych, Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 59, nr 11, 2013, 1227-1231.
• Niesłony P., Grzesik W., Chudy R., Habrat W., Meshing strategies in FEM simulation of the machining process, Archives of Civil and Mechanical Engineering 15 (2015) 62-70.
• Niesłony P., Grzesik W., Laskowski P., Żak K., Numerical 3D FEM simulation and experimental analysis of tribological aspects in turning Inconel 718 Alloy, Journal of Machine Engineering, Vol. 15, No.1, 2015.
• Outeiro J.C., Umbrello D., M”Saoubi R. 206, Experimental and numerical modelling of the residual stresses induced in orthogonal cutting of AISI 316L steel, International Journal of Machine Tools & Manufacture 46 (2006), 1786–1794.
• Sima M., Özel T., Modified material constitutive models for serrated chip formation simulations and experimental validation in machining of titanium alloy Ti–6Al–4V, International Journal of Ma-chine Tools & Manufacture 50 (2010) 943-960.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.360