Modelling of stamping process of titanium tailor - welded blanks

In the paper some numerical simulation results of sheet-titanium forming of tailor-welded blanks (TWB) are presented. Forming the spherical caps from the uniform and welded blanks are analysed. Grade 2 and Grade 5 (Ti6Al4V) titanium sheets with thickness of 0.8 mm are examined. A three-dimensional model of the forming process and numerical simulation are performed using the ADINA System v.8.6, based on the finite element method (FEM). An analysis of the mechanical properties and geometrical parameters of the weld and its adjacent zones are based on the experimental studies. Drawability and possibilities of plastic deformation are assessed based on the comparative analysis of the determined plastic strain distributions in the drawpiece material and thickness changes of the cup wall. The preliminary experimental studies confirm correctness of the assumptions in the presented numerical forming process. The results obtained in the numerical simulations show some difficulties occurring in forming of welded blanks and provide important information about the process course. They might be useful in design and optimization of the forming process.

---

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych procesu tłoczenia spawanych blach tytanowych typu TWB (Tailor-Welded Blanks). Przeprowadzono analizę kształtowania czaszy kulistej z wsadu spawanego oraz materiałów jednorodnych. Badano blachy tytanowe Grade2 i Grade 5 o grubości 0.8 mm. Przestrzenny model procesu tłoczenia oraz obliczenia numeryczne wykonano przy użyciu programu ADINA v. 8.6, bazującego na metodzie elementów skończonych (MES). Oceny właściwości mechanicznych i parametrów geometrycznych spoiny oraz obszarów jej przyległych dokonano na podstawie badań doświadczalnych. Dokonano oceny tłoczności oraz możliwości kształtowania plastycznego badanych materiałów poprzez analizę porównawczą wyznaczonych rozkładów odkształceń plastycznych w materiale wytłoczek oraz zmiany grubości ścianek wytłoczek. Prowadzone równolegle wstępne badania doświadczalne potwierdziły słuszność przyjętych założeń w zaprezentowanym modelu numerycznym procesu tłoczenia. Uzyskane na drodze symulacji wyniki wskazują na trudności występujące podczas kształtowania blach spawanych oraz dostarczają istotnych informacji o przebiegu procesu, przez co mogą być przydatne na etapie projektowania i optymalizacji procesów tłoczenia.