Original title: Výpočtová simulace válcování v kalibru
Translated title: Computational simulation of pass rolling
Authors: Hacek, Samuel ; Šebek, František (referee) ; Petruška, Jindřich (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2020
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Táto diplomová práca sa zaoberá možnosťami výpočtového modelovania valcovania v kalibroch pomocou metódy konečných prvkov. Na začiatku je formulovaná motivácia pre písanie práce a problémová situácia, nasledovaná zostavením systému podstatných veličín. Ďaľšia kapitola popisuje rôzne spôsoby valcovania ako aj samotný valcovací proces. Dôraz je kladený na popis tradičného návrhu kalibrov. Nasledujúca kapitola sa zaoberá teóriou plasticity, plastickým chovaním materiálu a jeho modelovaním v konečnoprvkovom prostredí Abaqus, ktoré je použité vo výpočtovej časti práce. Predstavené sú viaceré modely plasticity, ako aj modely tvárneho porušovania, používané na posúdenie tvárniteľnosti či simuláciu šírenia tvárnej trhliny v materiáli. Práca pokračuje kapitolou zameranou na metódu konečných prvkov, najmä jej explicitný algoritmus, využívaný vo výpočtovej časti práce. Ďaľšia časť je venovaná popisu základných princípov fotoelasticimetrie, tradičnej experimentálnej metódy. Tieto kapitoly zahŕňajú aj popis konečnoprvkovej a experimentálnej fotoplastickej analýzy konkrétneho prípadu valcovania v kalibroch, riešené v predchádzajúcom článku. Použitý výpočtový model je základom nového konečnoprvkového modelu, ktorého tvorbe je predmetom nasledujúcej kapitoly. Naviac sú vytvorené aj dve varianty pôvodného, zjednodušeného výpočtového modelu. S použitím vytvorených výpočtových modelov sú vykonané štrukturálne analýzy a vyhodnotené viaceré výsledky, následne zhrnuté a porovnané s pôvodnými výpočtovými a experimentálnymi výsledkami. Rozbor porovnania výsledkov a zhodnotenie použiteľnosti a spoľahlivosti jednotlivých výpočtových modelov tvoria záver práce. This master's thesis reviews possibilities of finite element modelling of pass rolling. Motivation and problem formulation may be found at the beginning of the thesis, followed by definition of system of essential variables. Next chapter describes various methods of rolling as well as the rolling process itself. An emphasis is put mainly on pass roll design. The following part deals with material behavior and its modelling in finite element software Abaqus, which is used in the computational part of the thesis. Multiple models of plasticity are introduced here, as well as damage criteria, used to assess material formability or simulate propagation of ductile damage through the material. Next part is focused on finite element method, specifically its explicit algorithm, later employed in the computational part of the thesis. In the last theoretical chapter, basic principles of photoelasticimetry, a traditional experimental method, are described. These chapters also contain description of simplified finite element analysis and photoplastic experimental analysis of a specific pass rolling problem. Computational model used there served as a basis for the new finite element model, creation of which is the purpose of the following chapter. Two variants of the simplified, previously used computational model were recreated as well. Structural analyses were carried out using the three created models and various results were evaluated. Summary of obtained results and their comparison to original computational and experimental results follows. Discussion of the results and evaluation of usability and reliability of individual computational models form conclusion of the thesis.
Keywords: Abaqus; explicitná metóda konečných prvkov; fotoelasticimetria; objemové tvárnenie; tvárne porušovanie; valcovanie v kalibroch; štrukturálna analýza; Abaqus; bulk forming; ductile damage; explicit finite element method; pass rolling; photoelasticimetry; structural analysis

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/193635

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-609155


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses