The establishment of a failure criterion in cross wedge rolling

Abstract

Internal defects in the cross wedge rolling (CWR) process can lead to the catastrophic failure of products. Using specialised experiments and the explicit dynamic finite element model (FEM), this work investigates the mechanisms of void generation and growth in the cross wedge rolling process. Based on a combined numerical and experimental approach, the morphology of void generation is determined as a function of the workpiece material and three primary parameters in the cross wedge rolling process: the forming angle, a, the stretching angle, b and the area reduction, D A . Through the definition of a non-dimensional deformation coefficient, _ , a method for predicting the likelihood of void formation is subsequently ascertained and discussed with respect to CWR tooling design and operating conditions.

Análise Numérica Da Influência De Defeitos Internos Na Falha De Produtos Obtidos Por Laminação Transversal Com Cunha

“…A presença dos maiores valores de deformação, tensão e temperatura na região central do tarugo indicou que esta região apresentou a maior complexidade do processo de deformação, com elevados níveis de solicitação, sendo assim a região mais suscetível a nucleação e desenvolvimentos de defeitos internos como foi descrito por Li et al [10].…”

“…Tabela 1: Composição química (% em peso) do aço microligado [14]. Em seguida, a primeira etapa de deformação processo em si de LTC foi modelada, que é a região de fendilhamento, pois essa é a região na qual as primeiras deformações ocorrem e segundo Li et al [10], por essa região (assim como a região guia) ser responsável pelo início da formação de vazios.…”

“…Segundo Li et al [10] as causas para a formação desses defeitos internos podem ser atribuídas a forte tensão de tração na parte central do corpo de prova, a tensão de cisalhamento excessiva causada pela ação das ferramentas de conformação e pela fadiga de baixo ciclo que se desenvolve durante o processo de laminação.…”

“…Ao estudar os defeitos internos do processo LTC, as regiões das ferramentas responsáveis pelo início da deformação apresentam os resultados mais influentes, pois o início de vazios é conhecido por ocorrer nessas regiões, sendo a deformação plástica efetiva o melhor critério para a predição dessa falha interna [10].…”

Cross wedge rolling of a Ti6Al4V (ELI) alloy: the experimental studies and the finite element simulation of the deformation and failure

“…Various material models, including Cowper-Symonds flow stress [7,15] and bilinear kinematic hardening [5] models, have been implemented in the CWR process modeling. The maximum effective plastic strain [6], the first principal stress [9], the dimensionless crushing parameter [15], and Cockcroft, Cockcroft-Latham, Brozzo, and Oyane models [16] were previously investigated as the failure/fracture criteria. The microstructural variations of work piece during the CWR were analyzed using a thermo-mechanical simulator [14,17,18].…”