Sprzężenie termomechniczne w analizach numerycznych 3D procesu toczenia części klasy wałek

STRESZCZENIE: Przedstawiono analizę numeryczną 3D procesu toczenia części klasy wałek z wykorzystaniem oprogramowania inżynierskiego MSC.Marc oraz z uwzględnieniem sprzężenia między polami odkształcenia i temperatury. W modelu zastosowano zaktualizowane sformułowanie Lagrange’a wraz ze strategią globalnego remeshingu w celu zapobiegnięcia zniekształceniom elementów. Zestawienie uzyskanych wyników analiz numerycznych i wstępnych badań eksperymentalnych z użyciem kamery termowizyjnej potwierdziła przyjęte założenia i opracowany model numeryczny.

SŁOWA KLUCZOWE: sprzężenie termomechaniczne, toczenie, remeshing

ABSTRACT: The paper presents a 3D numerical analysis of the turning process with the use of MSC.Marc engineering software. The coupling between deformation and temperature fields was considered and the updated Lagrange formulation was used in the analysis. In order to prevent element distortion, the strategy of global remeshing was used. The results comparison of the numerical analysis and the preliminary experimental studies with the use of a thermal imaging camera confirmed the adopted assumption and the developed numerical model.

KEYWORDS: thermo-mechanical coupling, turning, remeshing

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Marc® 2011, Volume A: Theory and User Information, Copyright 2011 MSC.Software Corporation.
• SVOBODA A., WEDBERG D., LINDGREN L.E., Simulation of metal cutting using a physically based plasticity model, Modelling and Simulation in Materials Sciense and Engineering, 2010.
• HALIL B, ENGIN KILIC S., A. ERMAN TEKKAYA, A comparison of orthogonal cutting data from experiments with three different finite element models, International Journal of Machine Tool & Manufacture 44, 933-944, 2004.
• GORDON R. JOHNSON, WILLIAM H. COOK, A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures, Proceedings of the Seventh Symposium on Ballistics, The Hague, The Netherlands, 1-7, 1983.
• ZĘBALA W., Modelowanie procesu skrawania, Kraków, Politechnika Krakowska, 2011.
• NIESŁONY P., GRZESIK W., Modelowanie procesu i operacji skrawania metodą elementów skończonych cz. I i II, MES, Mechanik, 10/2013 i 11/2013.
• ARRAZOLA P.J., OZEL T., UMBRELLO D., DAVIES M., JAWAHIR I.S., Recent advances in modelling of metal machining proces, CIRP – Manufacturing Technology 62, 695-718, 2013.
• Sandvik Coromant, Poradnik Obróbki Skrawaniem, www.sandvik.coromant.com, 2010.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.444