Analiza procesu wyciskania metali wspieranego deformacją cykliczną

Przedstawiono analizę procesu osiowosymetrycznego wyciskania metali przy nałożeniu cyklicznego skręcania wywoływanego matrycą ( metoda KOBO, [1÷4]). Założono uproszczony model sztywno-plastycznego materiału bez wzmocnienia i kinematycznie dopuszczalny mechanizm płynięcia. Z warunku równości mocy dyssypacji plastycznej i mocy sił zewnętrznych (siła osiowa i moment skręcający) określono wartość siły wyciskania i jej zależność od częstości i amplitudy obrotu matrycy. Zbadano trajektorie ruchu elementów materiału i ewolucję stanu odkształcenia w zależności od odległości od osi obrotu. Przedstawiona analiza umożliwia właściwy wybór parametrów procesu cyklicznego wyciskania.

---

Technological metal forming processes of extrusion, forging and rolling with imposed cyclic torsion or shear deformation are of actual research and engineering interest in view of their advantages with respect to monotonic loading processes. The significant reduction of required forming load, growth of ductility and finer grain structure of extruded material are the main beneficial factors. The present work is aimed at the analysis of an axially symmetric extrusion process assisted by cyclic torsion induced by cyclically rotating die with specified rotation amplitude and frequency. Assuming the kinematically admissible flow mode an upper-bound analysis is presented. The evolution of extrusion force and torsion moment with process control parameters such as ratio of extrusion and torsion rates, amplitude of torsion are studied and the corresponding localized plastic flow mode is specified. The effect of material hardening, viscosity and thermal softening is analyzed. The presented analysis extends the previous authors works and allows for specification of process control parameters. Numerical simulation for different process parameters is presented and confronted with empirical data.