We simulated an electric upsetting process by the rigid-thermoviscoplastic finite element method. Several engineering assumptions were made to calculate the heat generation due to the electric resistance. The skin effect of the bar was taken into account for the heat generation. The approach was applied to simulate an artificial electric upsetting process for the exhaust valve of the ship engine.
In this paper, we apply a three-dimensional rigid-plastic finite element method to simulate an unsteady-state roll forming process. A typical roll forming process is investigated from the standpoint of computer simulation and its realistic analysis model is proposed. The material is considered as bulk material and discretized into hexahedral finite elements. The presented approach is applied to simulating the roll forming process of straight stringer used for aircraft structure.
Most metals are polycrystalline material whose deformation is dominated by the slip system. During the deformation process, orientation of slip systems is rearranged with preferred orientations, leading to deformation-induced crystallographic texture which is called deformation texture. Depending on the texture development, the property of material can be changed. The rate-independent crystal plasticity which is based on the Schmid law as a yield function causes a non-uniqueness in the choice of active slip systems. In this work, to avoid the slip system ambiguity problem, rate-independent crystal plasticity model based on the smooth yield surface with rounded-off corners is adopted. In order to simulate the polycrystalline material under plastic deformation, we employ the Taylor model of polycrystal behavior that all the grains are assumed to be subjected to the macroscopic velocity gradient. Rigid-plastic finite element program based on this rate-independent crystal plasticity is developed to predict the grain-level deformation behavior of FCC metals during metal forming processes. In the finite element calculation, one integration point is considered as a crystalline aggregate which has a number of crystals. Macroscopic behavior of material can be deduced from the behavior of aggregates. As applications, the extrusion processes are simulated and the changes of mechanical properties are predicted.
An arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) finite element method has been developed. The finite element formation is derived and implemented for rigid-viscoplastic materials. The developed computer program is applied to the analysis of axisymmetric square die extrusion, which has many difficulties with updated Lagrangian approach. The results are compared with those from updated Largrangian approach. The results are compared with those from updated Lagrangian finite element program. Updating scheme of time dependent variables and mesh control are also examined.
Polyurethane has been one of the most important materials for automobile elastic parts such as bumper, head rest, instrument panel and so on since it covers very wide range of mechanical characteristics with low production costs. The process variables such as formulation of ingredients and mold temperature, mixing speed, etc. can affect the quality of produced polyurethane foams so that process conditions should be determined appropriately. In this study, foaming behaviors of semi-rigid polyurethane were investigated by conducting cup foam tests with 2 major process variables such as environmental temperature and blowing agent content.
A rigid-viscoplastic finite element code for superplastic forming processes has been developed The material is assumed to be isotropic and a modified Coulomb friction law is adopted to explain contact between tool and sheet. This code uses the triangular element based on the membrane approximation and a hierarchical contact searching method is implemented The optimum pressure-time relationships for target strain rate are calculated by several pressure control algorithms. By the analysis, optimum pressure-time curves and deformation behavior are predicted.
In the extrusion process, the working material is forced to flow through a die with the desired profile. In general, the width of an extruded section is limited to about an inch less than the diameter of the round billet. But through the lip die, material is spreaded to produce a wider extruded section than the diameter of round billet. In this study, the extrusion process of an aluminum plate using the lip die is investigated. The width of the extruded plate is 450mm that is formed from the round billet with a diameter of 250mm. The flow characteristic through the lip die is considered to produce the wide-extruded plate with a small billet using rigid plastic FE analysis. Based on the result of FE analysis, new designs of lip die are proposed.
In cold forging, the final product is usually given by multi-stage process and the preform with stepped shape can be manufactured through the various forging method. The forward extrusion and upsetting processes for preform with stepped shape have been analyzed by using the rigid-plastic finite element analysis code, InteFORM and compared for load and stroke according to ae reduction of weを An engineer should select the proper processes considering the capacity and the stroke of the corresponding press in the forging of the preform with stepped shape.
This paper is concerned with the family of parts that generally feature a central hub with radial protrusions. Typical parts that fall into this category include cross Pieces for universal joints, tube fittings, and differential gears. As opposed to conventional forward and backward extrusion, in which the material flows in a direction parallel to that of the punch or die motion, the material flows perpendicular to the punch motion in radial extrusion. In this study, the forming characteristics of radial extrusion will be considered by comparing the forces, shapes etc. The design factors during radial extrusion are investigated by the rigid-plastic FEM simulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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