W pracy wykonano analizę teoretyczną oraz przeprowadzono próbę optymalizacji hamburskiego procesu kształtowania stalowych kolan rurowych.
W pierwszej części pracy przeanalizowano dostępną literaturę nt. tej metody. Analiza wykazała, że w literaturze specjalistycznej brak jest precyzyjnych zależności opisujących parametry procesu kształtowania, na którego wynik mają głównie wpływ kształt trzpienia odkształcającego i rozkład temperatury w strefie odkształcania.
W dalszej części pracy wyprowadzono własne zależności opisujące kształt strefy odkształcającej trzpienia, parametry geometryczne oraz kinematyczne procesu. Na podstawie tych zależności wykonano analizę procesu kształtowania przy użyciu trzpieni o kalibrowaniu stosowanym w przemyśle. Następnie zaproponowano uproszczone modele rzeczywistego przebiegu procesu odkształcania i wyprowadzono odpowiednie zależności pozwalające określić w sposób ilościowy różnice pomiędzy procesem rzeczywistym a idealnym. Uwzględniając parametry geometryczne i kinematyczne procesu, określono kryteria i dokonano analitycznie modyfikacji kształtu trzpienia.
W celu weryfikacji obliczeń przeprowadzono badania procesu odkształcania na trzpieniu o kształcie stosowanym w przemyśle oraz zmodyfikowanym. Badania wykonano przy użyciu ołowiu jako materiału modelowego, przy stałej temperaturze w strefie odkształcenia. Dla podobnych warunków wykonano analizy procesu przy użyciu MES. Przeprowadzono także termomechaniczną analizę MES procesu kształtowania przy użyciu trzpienia stosowanego w przemyśle, przy różnych rozkładach temperatury w strefie odkształcania.
W końcowej części pracy porównano wyniki analiz i wyciągnięto wnioski. The analysis of the Hamburg process of the tube elbows forming
In this thesis, a theoretical analysis as well as an attempt on optimization of the Hamburg process of the steel tube elbows forming has been performed.
In the first part, accessible literature on the above forming process has been analyzed. The analysis has proved the lack of precise relations describing process parameters for this particular forming method, which is affected mainly by geometry of the forming mandrel and temperature distribution in the forming zone.
Afterwards, the author introduces his own relations between geometry of the mandrel’s forming zone, geometrical and kinematical parameters of the forming process.
Based on these formulas, it has been analyzed the forming process with the tool geometry normally used in industry.
Thereafter, the simplified models of the real forming process have been proposed and applicable formulas allowing a quantitative evaluation of the differences between a real and ideal forming process have been established.
Taking into consideration geometrical and kinematical process parameters, the criteria have been established as well as the analytical modification of the geometry of the mandrel has been performed.
To verify the calculations, a research of the forming process with tool geometry used in industry as well as the enhanced one has been performed with lead as a model material at constant temperature in the forming zone.
For similar conditions, the simulations with FEM have been performed. Additionally, a thermo-mechanical FEM analysis of the forming process with the tool geometry used in industry and at various temperature distributions in the forming zone has been performed.
In the closing part, the results from all analyses have been compared and the conclusions have been drawn.
