Experimental and Numerical Investigation of Formability and Ductile Fracture in Incremental Sheet Forming PDF Download

Author: Shakir Madhloom Gatea
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Languages : en
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Author: Christian C.. Roth
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Languages : fr
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Cette thèse porte sur l'effet du taux de déformation sur l'initiation de la rupture ductile des métaux dans les aciers avancés à haute résistance (AHSS). Une analyse détaillée de la plasticité des AHSS (effet de la température et au taux de déformation) est requise, ainsi que la caractérisation de l'effet de l'état des contraintes. Les principaux résultats de cette thèse sont : (i) des essais novateurs pour déterminer la déformation à rupture dans les toles sous chargement proportionnel pour des chargements allant du cisaillement pur à la traction équi-biaxiale (ii) le développement d'une technique expérimentale permettant de réaliser des essais à rupture sur toles avec des barres de Hopkinson (SPHB) (iii)) un modèle de plasticité en grandes déformations incluant la dépendance au taux de déformation et à la température (iv) un modèle d'initiation de la rupture ductile dépendant du taux de déformation et (v) des observations micrographiques montrant une augmentation significative de la localisation de déformation à de forts taux de déformation. Outre une introduction générale, des conclusions, et un chapitre de perspectives, la thèse comprend quatre chapitres principaux: Dans le premier chapitre, un programme basique d'essais à rupture pour les toles est développé afin de caractériser l'amorce de la rupture ductile sous différents états de contraintes. Une éprouvette plane comportant deux sections utiles paralèlles est proposée pour déterminer la déformation à rupture pour des états de contraintes proches du cisaillement pur. Une méthodologie basée sur des simulations EF est développée pour optimiser la géométrie de l'éprouvette en fonction de la ductilité du matériau et de son écrouissage. Une éprouvette de traction trouée est optimisée pour déterminer la ductilité en traction uniaxiale. La déformation plane est étudiée par flexion d'une large bande, tandis qu'un essai de poinçonnement miniature est utilisé pour la traction equi-biaxiale. Dans un deuxième chapitre, un système d'inversion est développé pour des essais de traction à de forts taux de déformations avec des SPHB. Une barre de sortie située au-dessus de la barre d'entrée permet de mesurer l'effort de traction, tandis que le déplacement de l'éprouvette est mesuré par caméra rapide. Cette configuration permet une durée d'essais deux fois plus long qu'un système conventionnel de Kolsky, et des essais à des taux intermédiaires (~100/s) sans augmenter la longueur totale du système. Dans un troisième chapitre, des essais de traction à divers taux de déformation sont réalisés sur des éprouvettes plates lisses, entaillées et trouées. La rupture est précédée d'une striction. Une approche hybride expérimentale et numérique est utilisée pour calculer la déformation à rupture. Une dépendance au taux de déformation et à la température de type Johnson-Cook avec un écrouissage combiné Swift-Voce est utilisée avec une loi d'écoulement anisotrope non-associée pour décrire précisément les champs locaux de déformation. Les variations de tempréatures ne sont pas calculées en résolvant le problème thermo-mécanique complet, mais au moyen d'une fonction de poids dépendant du taux de déformation. Ces résultats sont ensuite utilisés pour calibrer et valider une extension récente du modèle d'initiation de rupture d'Hosford-Coulomb, prenant en compte l'effet du taux de déformation. Dans un quatrième chapitre, des essais sur éprouvettes de cisaillement sont réalisés pour une large gamme de température et de taux de déformation. La déformation de l'éprouvette est soigneusement analysée par corrélation d'images numériques et par une approche hybride expérimentale et numérique. Des analyses EBSD sont réalisées sous la surface de rupture, mettant en évidence l'influence de la vitesse de chargement sur la déformation de la microstructure.

Author: Jessica Papasidero
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Languages : en
Pages : 147

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Author: Kishor Kumar Gajrani
Publisher: CRC Press
ISBN: 1000586227
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 328

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This text provides an in-depth overview of sustainability in machining processes, challenges during machining of difficult-to-cut materials and different ways of green machining in achieving sustainability. It discusses important topics including green and sustainable machining, dry machining, textured cutting coated tools for machining, solid lubricants-based machining, gas-cooled machining, cryogenic cooling for intelligent machining, artificial neural network for machining, big data based machining, and hybrid intelligent machining. This book- Covers advances in sustainable machining such as gas-cooled machining, near dry machining, and minimum quantity lubrication. Explores use of big data, machine learning and artificial intelligence for machining processes. Provides case studies and experimental design as well as results with analysis focusing on achieving sustainability. Discusses artificial intelligence and machine learning based machining processes. Cover the latest applications of sustainable manufacturing for a better understanding of the concepts. The text is primarily written for senior undergraduate, graduate students, and researchers in the fields of mechanical, manufacturing, industrial, production engineering and materials science.

Author: D. Banabic
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662040131
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 345

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After a brief introduction into crystal plasticity,the fun- damentals of crystallographic textures and plastic anisotro- py, a main topic of this book, are outlined. A large chapter is devoted to formability testing both for bulk metal and sheet metal forming. For the first time testing methods for plastic anisotropy of round bars and tubes are included. A profound survey is given of literature about yield criteria for anisotropic materials up to most recent developments and the calculation of forming limits of anisotropic sheet me- tal. Other chapters are concerned with properties of workpieces after metal forming as well as the fundamentals of the theory of plasticity and finite element simulation of metal forming processes. The book is completed by a collection of tables of international standards for formability testing and of flow curves of metals which are most commonly used in metal forming. It is addressed both to university and industrial readers.

Author: Amrut Mulay
Publisher: CRC Press
ISBN: 1040027318
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 371

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Analysis and Optimization of Sheet Metal Forming Processes comprehensively covers sheet metal forming, from choosing materials, tools and the forming method to optimising the entire process through finite element analysis and computer-aided engineering. Beginning with an introduction to sheet metal forming, the book provides a guide to the various techniques used within the industry. It provides a discussion of sheet metal properties relevant to forming processes, such as ductility, formability, and strength, and analyses how materials should be selected with factors including material properties, cost, and availability. Forming processes including shearing, bending, deep drawing, and stamping are also discussed, along with tools such as dies, punches, and moulds. Simulation and modelling are key to optimising the sheet metal forming process, including finite element analysis and computer-aided engineering. Other topics included are quality control, design, industry applications, and future trends. The book will be of interest to students and professionals working in the field of sheet metal and metal forming, materials science, mechanical engineering, and metallurgy.

Author: Anna Carla Araujo
Publisher: Materials Research Forum LLC
ISBN: 164490313X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 2957

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These ESAFORM 2024 conference proceedings cover a wide range of topics: Additive manufacturing; Composites forming processes; Extrusion and drawing; Forging and rolling; Formability of metallic materials; Friction and wear in metal forming; Incremental and sheet metal forming; Innovative joining by forming technologies; Optimization and inverse analysis in forming; Machining, Cutting and severe plastic deformation processes; Material behavior modelling; New and advanced numerical strategies for material forming; Non-conventional processes; Polymer processing and thermomechanical properties; Sustainability on material forming. Keywords: WAAM Technology, Fused deposition Modeling (FDM), Fiber Composite Printers, Ultrasonic Powder Atomization, Finite Element Modeling (FEM), Laser Powder Bed Fusion (L-PBF), Rapid Prototyping in Additive Manufacturing, Directed Energy Deposition (DED), GTAW Droplet Deposition, Deep Learning, Thermoplastic Pultrusion, Textile Reinforcements, Thermoforming Simulation, New Sustainable Materials, Non-Crimp Fabrics, CFRP Scraps, PEEK Composites, Thermoplastic Sheets, Flax/PP Composites.

Author: Myoung-Gyu Lee
Publisher: MDPI
ISBN: 3038972606
Category : Science
Languages : en
Pages : 283

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This book is a printed edition of the Special Issue "Advances in Plastic Forming of Metals" that was published in Metals

Author: Kakandikar Ganesh Marotrao
Publisher: CRC Press
ISBN: 1000615049
Category : Science
Languages : en
Pages : 248

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Metal forming processes include bulk forming and sheet metal forming with numerous applications. This book covers some of the latest developments aspects of these processes such as numerical simulations to achieve optimum combinations and to get insight into process capability. Implementation of new technologies to improve performance based on Computer Numerical Control (CNC) technologies are also discussed, including the use of CAD/CAM/CAE techniques to enhance precision in manufacturing. Applications of AI/ML, the Internet of Things (IoT), and the role of tribological aspects in green engineering are included to suit Industry 4.0. Features: Covers latest developments in various sheet metal forming processes Discusses improvements in numerical simulation with various material models Proposes improvements by optimum combination of process parameters Includes finite element simulation of processes and formability Presents a review on techniques to produce ultra-fine-grained materials This book is aimed at graduate students, engineers, and researchers in sheet metal forming, materials processing and their applications, finite element analysis, manufacturing, and production engineering.

Author: John W. Sutherland
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118423844
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 466

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Over the last several years, manufacturers have expressed increasing interest in reducing their energy consumption and have begun to search for opportunities to reduce their energy usage. In this book, the authors explore a variety of opportunities to reduce the energy footprint of manufacturing. These opportunities cover the entire spatial scale of the manufacturing enterprise: from unit process-oriented approaches to enterprise-level strategies. Each chapter examines some aspect of this spatial scale, and discusses and describes the opportunities that exist at that level. Case studies demonstrate how the opportunity may be acted on with practical guidance on how to respond to these opportunities.