Search

In this paper, the low-cycle unidirectional stress controlled (R=0) loading experiments were carried out on AW 1050 aluminium alloy friction stir welded (FSW) and tungsten inert gas welded (TIG) specimens in order to com-pare the influence of the welding method on the durability of welded structures. It was found that, under stress controlled unidirec-tional stress (R=0) loading, the material AW 1050 is cycli-cally stable as the semicycle hysteresis loop width remains constant with increase in number of cycles. The same cycli-cal properties remain for AW 1050 aluminium alloy FSW and TIG welded joints. All the specimens demonstrated a tendency to accumulate the plastic strain. The stress con-trolled low-cycle fatigue testing enabled to conclude that the AW 1050 not welded specimens have the highest fatigue life. Among the welded joints, the FSW ones have a better fatigue life.

This paper presents an experimental investigation and a numerical modelling of the friction stir welding (FSW) process on aluminium alloy AW 1050 and TL091T4 plates. The experiments were done in order to analyse the influence of different welding parameters on the horizontal welding force. The modelling of the FSW process of AW 1050 aluminium alloy was carried out and the temperature, von Mises stress, equivalent plastic strain and horizontal welding force variation over time were obtained. A comparison between the experimental and the modelled horizontal welding force showed a good agreement. The obtained results of the presented study lead to a conclusion that the presumptions taken in the modelling are reasonable, therefore, the FEM modelling could be used for prediction of rational FSW parameters in order to define lower weld force, which leads to a decrease of tool wear.DOI: http://dx.doi.org/10.5755/j01.mech.22.4.16167

This paper presents an investigation of the influence of machining data and workpiece thickness on drilling forces and moments during holes and treads forming in thin plates along with a multifactor linear regression analysis of the results. The research allows to predict optimal parameters for holes and treads forming in thin plates in order to optimise the drilling and tapping force along with the torque and, as a consequence, to decrease tool wear and extend the lifetime of the tools. DOI: http://dx.doi.org/10.5755/j01.mech.22.3.15263

This paper presents an experimental analysis and a numerical simulation of the friction stir spot welding (FSSW) process on aluminium alloy 5754 plates. The experiments were done in order to analyse the influence of different welding regimes on the welding force. The simulation of the FSSW process was carried out and the equivalent plastic strain, temperature and welding force were obtained. The shape of the spot weld in the simulation is close to the actual shape obtained by the experiments. The trends of the experimental and the simulated welding force variation over time are quite similar The obtained results of the presented study lead to a conclusion that the presumptions taken in the simulation are reasonable and the model quite realistically defines the FSSW process. The FEM model could be useful for prediction of rational FSSW regimes in order to lower welding forces and, as a consequence, to decrease tool wear. DOI: http://dx.doi.org/10.5755/j01.mech.22.1.14243

In this paper there are presented several investiga-tions considering the wire cutting tool diameter which does influence on wire cutting operation accuracy when in the cutting operation it is used various matrix configurations.The investigation consist of true cutting opera-tions, when is used different poison and the matrix diame-ters for cutting the same wire diameter. The second part of investigation consists of determining the mechanical prop-erties of tested specimens. The third investigation part is building Finite element model and making tension test as well as making cutting operation as well as in the first part. The last one part of investigation consists of making 3D scan and comparing result of FEM and real scanned spec-imen. The major investigation achievement is that there were determined three deformed zones in the cut wire strip. This is the same result was gained in the FE model as well. So the model showed relevant and reliable results for making judgments on deformed zones in the real specimen. DOI: http://dx.doi.org/10.5755/j01.mech.21.6.13477

In some fields of industry, such as stowage works, strongly safety assessment should be ensured, so it is im-portant to design constructions, like platforms, which would withstand heavy static loading and, in emergences situations, to withstand the same bulk, dropped from the predicted height, with the ability to damp it. In order to perform a FEM structural analysis of such structure, the accurate material characteristics should be known. For this reason, four types of specimens - standard flat, tube con-toured and the same ones containing longitudinal weld, welded in the longitudinal direction using electrodes CT36, were manufactured from a stainless 321 steel sheet and tested in order to define mechanical properties of the mate-rial. Using the obtained true stress-strain curves, the static analysis of pillar compression was carried out and the sim-ulation of its behaviour, if a heavy weight structure will be dropped from a height of 5 meters, was performed. The static analysis showed that, when the static load is 40 tons, the pillar structure satisfies high safety requirements. The dynamic impact simulation showed that the most reasona-ble load for the pillar is 9 - 11 tons and, if it is not over-loaded, the longitudinal weld does not influence an adverse effect and the pillar deforms smoothly without cracks., Eksploatuojant krovinių platformas turi būti užtikrintas atraminių konstrukcijų patikimumas ir krovos darbų sauga, todėl jas projektuojant, skaičiuojamieji modeliai turi įvertinti ne tik ribinių statinių apkrovų poveikį, bet ir avarinių situacijų atvejais gebėti atlaikyti bei amortizuoti smūgines apkrovas. Modeliuojant tokių konstrukcijų apkrovas BEM metodais, reikia žinoti tikslias medžiagų mechanines charakteristikas, tačiau jas galima nustatyti tik atliekant standartinius tempimo bandymus, pagaminant tokius bandinius, kurie įgalintų įvertinti konstrukcinius ir technologinius tokių atramų gamybos veiksnius. Šio darbo tikslas buvo eksperimentiškai nustatyti nerūdijančio plieno 321 lakšto, iš kurio bus gaminamos atramos, vamzdžio ir terminio poveikio zonos metalo mechanines charakteristikas, įvertinti kaip jos pasikeičia po lenkimo operacijos ir vamzdžio suvirinimo. Tuo tikslu iš plieno lakšto buvo pagaminti standartiniai keturių tipų bandiniai: lygūs plokšti, vamzdžio kontūro, kurių spindu-lys atitinka sulenkto vamzdžio, spindulį, bei analogiški bandiniai, suvirinti išilgine siūle plieno CT 36 elektrodais. Atlikus statinio tempimo bandymus buvo nustatytos plieno ir terminio poveikio zonos metalo su siūle mechaninės charakteristikos, kurios buvo panaudotos kolonos stiprumo skaičiavimui veikiant statinei ir smūginei apkrovai kai kolona, su ant jos pritvirtinta didelio svorio konstrukcija, numetama iš 5 m aukščio. Statinė analizė parodė, kad atraminė kolona su pakankama atsarga atlaiko 40 tonų statinę apkrovą. Dinaminė analizė parodė, kad racionalus kolo-nos apkrovimas yra 9 - 11 tonų, o suvirinimo siūlė, jei kolonos apkrova neviršija projektinės, neturi neigiamo poveikio ir deformuojasi tolygiai, be plyšių.

In this paper there were given the results from the investigation of the mechanical properties of pipe elbow modeled with finite element under the working conditions of 550ºC. The pipe elbow was modeled with three different boundary conditions: i.e. when the pipe is constructed from the separate tensile, compression and the neutral zones. Analysis was performed with mechanical properties from neutral and tangential zones. The second test has been in-vestigated under the dynamical load conditions. After the investigation of mechanical properties of overheated steam pipe elbow under the working per-formance of 45000 exploitation time at AB Lithuania power plant and under the working temperature of 550oC there can be draw a conclusion that stress do not exceed the admissible stress limit. At the dynamical load case, more then 95% of working pressure reaches its load limit in less then the 1% of total intended time. Such an imitation of the load causes resonance processes., Šiame straipsnyje pateikta vamzdžio lenktosios dalies mechaninių charakteristikų tyrimas baigtinių elementų metodu, esant 550ŗC eksploatacijos temperatūrai. Vamzdžio alkūnės modelis buvo sumodeliuotas esant trims skirtingoms kraštinėms sąlygoms, t. y. kai vamzdis yra sudarytas iš atskirų tempimo, gniuždymo bei neutraliosios zonų tiek normaline, tiek tangentine kryptimis, taip pat dinaminio apkrovimo atveju. Atlikus AB Lietuvos elektrinės perkaitintojo garo perdavimo vamzdžio alkūnės, eksploatuotos 45 000 valandų, medžiagų mechaninių charakteristikų tyrimus darbinėje 550oC temperatūroje baigtinių elementų metodu, galima pasakyti, kad įtempiai neviršija leistinųjų. Dinaminio apkrovimo pobūdis dinamiškas – daugiau nei 95% darbinės slėgio apkrovos pasiekia savo vertę mažiau nei per 1% apkrovai skirto laiko. Toks vamzdžio apkrovimo imitavimas sukelia alkūnėje rezonansinius procesus. Tempiamo sluoksnio normalinės kryties elemento įtempiai dukart didesni nei paprasto apkrovimo atveju. Taigi dinamiškai apkrauta persotintojo garo vamzdžio alkūnė dirba labai pavojingu režimu.

The present paper is a continuation of the authors’ works. The paper examines a variable blank holding force of sheet metal on overall forming details. We present a new analytical expression which characterizes a variable holding force. This expression covers all the main compo-nents affecting forming components, such as: strain rate, the actual material stress state, static and dynamic friction coefficients, the specific details of the thickness as a func-tion of punch displacement, and two very important em-pirical factors. These empirical coefficients directly char-actere variable blank holding force by changing its shape and size. Comparison of constant and variable blank hold-ing force strain rate state after the full forming operation of an investigated metal sheet part is presented in the forming limit diagram (FLD) diagram, where clearly can be seen that a variable blank holding force significantly reduces final plastic strain value., Šis darbas yra autorių ankstesnių darbų tęsinys. Jame nagrinėjama kintamos metalo lakšto prispaudimo jėgos įtaka pagrindinėms detalės formavimo savybėms. Čia pateikiama nauja analitinė išraiška, kuri charakterizuoja kintamą prispaudimo jėgą. Į šią išraišką įtrauktos visos pagrindinės detalės formavimo savybes įtakojančios sudėtinės dalys, tokios kaip: deformacijos greitis, faktinis medžiagos įtempių būvis, statinis ir dinaminis trinties koeficientai, tam tikras detalės storis kaip funkcija nuo puansono poslinkio, bei du labai svarbūs empiriniai koeficientai. Pastarieji charakterizuoja ir įtakoja kintamos prispaudimo jėgos formą ir dydį. Palyginus deformacijų būvius po pilno detalės išformavimo, esant pastoviai ir kintamai prispaudimo jėgai, iš ribinio formavimo diagramos (FLD) matome, kad kintama prispaudimo jėga ženkliai sumažina galinę plastinių deformacijų būvio vertę.

This article presents the investigation of mechanical characteristics of the pipe's straight part dependence on operating temperature and exploitation times. The strength characteristics spl, Rp0,2, Rm, sfl decrease with increasing exploitation life and temperature, whereas the plasticity characteristic Z a little depend on the exploitation life. It increases with the increasing temperature, except for the pipe after 160 000 h of exploitation. When steel 12Ch1MF is used at 550°C temperature long time, intensive carbon diffusion takes place. Thus carbon contained in perlite diffuses and forms carbides, which results in worsening of steel's properties: increasing plasticity and decrease strength characteristics. Comparison thick walled pipes (Lame) and thin walled pipes equations results with results the finite element method showed that Lame theoretical equation describes stresses in the pipes more precisely., Straipsnyje aprašyti tiesios vamzdžio dalies mechaninių charakteristikų tyrimai, atlikti esant skirtingai eksploatacijos temperatūrai ir trukmei. Nustatyta, kad visos mechaninės charakteristikos priklauso nuo eksploatacijos trukmės ir bandymo temperatūros. Stiprumo charakteristikos ilgėjant eksploatacijos trukmei ir didėjant temperatūrai, mažėja, plastiškumas Z nuo eksploatacijos trukmės priklauso mažai, o didėjant temperatūrai – didėja, išskyrus vamzdį, eksploatuotą 160 000 h. Stebint bandinių, dirbusių 550° C temperatūroje ilgą eksploatacijos trukmę, mikrostruktūrą, perlite buvusi anglis difunduoja sudarydama karbidus, todėl mechaninės charakteristikos prastėja: plastiškumas didėja, stiprumo charakteristikos mažėja. Atlikus plieno 12Ch1MF vamzdžio tiesiosios dalies, dirbusios 45 000 h, įtempių skaičiavimus pagal storasienių (Lame) ir plonasienių vamzdžių analitines išraiškas bei patikrinus baigtinių elementų metodu gautus rezultatus, galima teigti, kad, tyrime naudotiems vamzdžiams Lame teorijos analitinės išraiškos tiksliau apibūdina vamzdyje darbo metu atsirandančius įtempius.

The present paper is a continuation of other papers of the author. In this paper author examine aluminium AW6802 and brass L63 metal sheets stress strain state condition dependencies form forming material blank holding forces. There were conducted an investigation using two common methodologies: experimental and finite element method. There were gained a good correlation of investigation results between two common methods. After examinations of thinning of metal sheet forming there were gained critical points, where exists the highest possibility for initialization of the crack. There were determined metal sheet holding force and it's influence to investigated metal sheet thickness strain. Also there were determined needed blank holding suppressing force under which metal sheet thins out the least., Šis darbas yra ankstesnių darbų tęsinys. Darbe nagrinėjama aliuminio AW6802 ir žalvario L63 lakštų įtempių ir deformacijų būvio priklausomybė nuo formuojamo lakšto prispaudimo jėgos. Atliktas eksperimentinis tyrimas bei skaičiavimai baigtinių elementų metodu ir gautas geras rezultatų atitikimas. Ištyrus lakštų suplonėjimą, buvo nustatyti kritiniai taškai, kuriuose galimai įvyksta medžiagos suirimas. Nustatyta lakšto prispaudimo jėgos įtaka lakšto storio deformacijai ir reikiama prispaudimo jėga, kuriai esant lakšto deformacija mažiausia.