Széchenyi István Egyetem Műszaki Tudományi Kar TANCSICS FERENC

Hasonló dokumentumok
Melegalakító kovácsszerszámok kopásvizsgálata

/SZE.MMTDI Tancsics Ferenc

KÉPLÉKENY ALAKÍTÁSI FOLYAMATOK SZÁMÍTÓGÉPES SZIMULÁCIÓJA

SZABAD FORMÁJÚ MART FELÜLETEK

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások

SZIMULÁCIÓ ÉS MODELLEZÉS AZ ANSYS ALKALMAZÁSÁVAL

KÖSZÖNTJÜK HALLGATÓINKAT!

Irányítási struktúrák összehasonlító vizsgálata. Tóth László Richárd. Pannon Egyetem Vegyészmérnöki és Anyagtudományok Doktori Iskola

A forgácsolás alapjai

(Solid modeling, Geometric modeling) Testmodell: egy létező vagy elképzelt objektum digitális reprezentációja.

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

időpont? ütemterv számonkérés segédanyagok

Forgácsnélküli alakítás NGB_AJ010_1. Beugró ábrajegyzék

A forgácsolás alapjai

XVII. econ Konferencia és ANSYS Felhasználói Találkozó

V É G E S E L E M M Ó D S Z E R M É R N Ö K I M E C H A N I K A I A L K A LM A Z Á S A I

VÉKONYLEMEZEK ELLENÁLLÁS-PONTKÖTÉSEINEK MINŐSÉGCENTRIKUS OPTIMALIZÁLÁSA

Kiválósági ösztöndíjjal támogatott kutatások az Építőmérnöki Karon c. előadóülés

3D-s számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

Kvartó elrendezésű hengerállvány végeselemes modellezése a síkkifekvési hibák kimutatása érdekében. PhD értekezés tézisei

Matematika és Számítástudomány Tanszék

TERMÉKTERVEZÉS NUMERIKUS MÓDSZEREI. 1. Bevezetés

Ipari robotok megfogó szerkezetei

Nagy pontosságú 3D szkenner

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

Mathcad Június 25. Ott István. S&T UNITIS Magyarország Kft.

ALAKÍTÓ TECHNOLÓGIÁK ELMÉLETE. Házi Feladat. Süllyesztékes kovácsolás

Andó Mátyás Felületi érdesség matyi.misi.eu. Felületi érdesség. 1. ábra. Felületi érdességi jelek

Innocity Kft. terméktervezés, szerszámtervezés öntészeti szimuláció készítés / 7 0 / w w w. i n n o c i t y.

Szabad formájú mart felületek mikro és makro pontosságának vizsgálata

OPPONENSI VÉLEMÉNY. Nagy Gábor: A környezettudatos vállalati működés indikátorai és ösztönzői című PhD értekezéséről és annak téziseiről

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Az alakítással bevitt energia hatása az ausztenit átalakulási hőmérsékletére

Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel

DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF SOLID WASTES BASED ON CPT TEST RESULTS

Melegalakítás labor Melegalakítás labor. fajlagosan nagyobb szép felület,

A MODELLALKOTÁS ELVEI ÉS MÓDSZEREI

Lövedékálló védőmellény megfelelőségének elemzése lenyomatmélységek (traumahatás) alapján

KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP

Projektfeladatok 2014, tavaszi félév

XIII. FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Osztályozási fák, durva halmazok és alkalmazásaik. PhD értekezés

Integrált járműipari termék és technológia fejlesztő rendszer kutatása. Pályázati azonosító: IJTTR_08

FOGLALKOZÁSI TERV. A gyakorlati jegy megszerzésének feltétele: min. 51 pont elérése. Készítette: Ellenőrizte: Jóváhagyta:

5. Témakör TARTALOMJEGYZÉK

Módszer köztes tárolókat nem tartalmazó szakaszos működésű rendszerek ütemezésére

GÉPI ÉS EMBERI POZICIONÁLÁSI, ÉRINTÉSI MŰVELETEK DINAMIKÁJA

KÉPALKOTÁSRA ALAPOZOTT RUHAIPARI

1. Az informatika alapjai (vezetője: Dr. Dömösi Pál, DSc, egyetemi tanár) Kredit

KÉPLÉKENYALAKÍTÁS ELMÉLET

Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése

Biomechanika előadás: Háromdimenziós véráramlástani szimulációk

KÉPLÉKENYALAKÍTÁS ELMÉLETI ALAPJAI

V. Félév Információs rendszerek tervezése Komplex információs rendszerek tervezése dr. Illyés László - adjunktus

CAD technikák Mérnöki módszerek gépészeti alkalmazása

Mechatronikai és Logisztikai Kiválósági Központ eredményei, beszámoló a vállalt feladatokról

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

STATISZTIKA. A maradék független a kezelés és blokk hatástól. Maradékok leíró statisztikája. 4. A modell érvényességének ellenőrzése

Geoelektromos tomográfia alkalmazása a kőbányászatban

Szakmai önéletrajz Sikló Bernadett

Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Informatikai Intézet Alkalmazott Informatikai Intézeti Tanszék

3D - geometriai modellezés, alakzatrekonstrukció, nyomtatás

Mérnök informatikus (BSc) alapszak levelező tagozat (BIL) / BSc in Engineering Information Technology (Part Time)

Egy nyíllövéses feladat

A hatékony mérnöki tervezés eszközei és módszerei a gyakorlatban

Szakmai nap Nagypontosságú megmunkálások Nagypontosságú keményesztergálással előállított alkatrészek felület integritása

Bírálat. Farkas András

Járműipari precíziós műanyag alkatrészek kifejlesztése eco-design módszerek és recycling anyagok felhasználásával

Mérés és modellezés Méréstechnika VM, GM, MM 1

Bevezetés a kvantum informatikába és kommunikációba Féléves házi feladat (2013/2014. tavasz)

Mérnök informatikus mesterszak mintatanterve (GE-MI) nappali tagozat/ MSc in, full time Érvényes: 2011/2012. tanév 1. félévétől, felmenő rendszerben

Óbudai Egyetem Neumann János Informatikai Kar. Intelligens Mérnöki Rendszerek Intézet

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

Al-Mg-Si háromalkotós egyensúlyi fázisdiagram közelítő számítása

3D - geometriai modellezés, alakzatrekonstrukció, nyomtatás

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

Sztöchiometriai egyenletrendszerek minimális számú aktív változót tartalmazó megoldásainak meghatározása a P-gráf módszertan alkalmazásával

(A képzés közös része, specializáció választás a 4. félévben, specializációra lépés feltétele: az egyik szigorlat eredményes teljesítése)

EUREKA & EUROSTARS. Inkrementális Lemezalakítás. Egy sikeres EUREKA projekt az Észak-Magyarországi régióban

Az ipari komputer tomográfia vizsgálati lehetőségei

Mérnök informatikus (BSc) alapszak levelező tagozat (BIL) / BSc in Engineering Information Technology (Part Time)

ICT ÉS BP RENDSZEREK HATÉKONY TELJESÍTMÉNY SZIMULÁCIÓJA DR. MUKA LÁSZLÓ

TŰZÁLLÓ TARTÓSZERKZETEK AZ ÉPÜLETGÉPÉSZETBEN. Hilti Épületgépész Konferencia

Termék modell. Definíció:

Intelligens Induktív Érzékelők

Mérés és modellezés 1

Sorrendtervezés. Dr. Mikó Balázs Az elemzés egysége a felületelem csoport.

passion for precision Sphero-XP +/ 0,003 rádiusztűréssel Edzett acélok finommegmunkálása az új szuper precíziós gömbvégű maróval

TERMÉKFEJLESZTÉS (BMEGEGE MNTF)

TERMÉKFEJLESZTÉS (BMEGEGE MNTF)

Üvegszál erősítésű anyagok esztergálása

Trapézlemez gerincő tartók beroppanásvizsgálata

Az értéktervezés aktuális minőségügyi és versenyképességi aspektusai

Technikai áttekintés SimDay H. Tóth Zsolt FEA üzletág igazgató

KLINCS KÖTÉS TECHNOLÓGIAI PARAMÉTEREINEK VIZSGÁLATA, VÉGESELEMES MODELLEZÉSE

A Margit híd pillérszobrának 3D-s digitális alakzatrekonstrukciója Nagy Zoltán 1 Túri Zoltán 2

7. Koordináta méréstechnika

2004 Nyugat Magyarországi Egyetem, Faipari Mérnöki Kar Okleveles Könnyűipari Mérnök

Süle Zoltán publikációs listája

Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Alkalmazott Informatikai Tanszék. Dr. Kulcsár Gyula egyetemi docens

Átírás:

Széchenyi István Egyetem Műszaki Tudományi Kar TANCSICS FERENC VIRTUÁLIS KOVÁCSOLÁSI TECHNOLÓGIÁK ALAPVETŐEN SZÁMÍTÓGÉPPEL TÁMOGATOTT TERVEZÉSI MÓDSZEREINEK TOVÁBBFEJLESZTÉSE, GYAKORLATI IMPLEMENTÁCIÓJA doktori tézisek Témavezető: Dr. Halbritter Ernő Széchenyi István Egyetem Infrastrukturális Rendszerek Modellezése és Fejlesztése Multidiszciplináris Műszaki Tudományi Doktori Iskola 2013

TARTALOMJEGYZÉK MOTIVÁCIÓ, CÉLKITŰZÉS... 3 A KUTATÁS SORÁN ALKALMAZOTT MÓDSZEREK... 4 A DISSZERTÁCIÓ RÖVID KIVONATA... 5 ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK, TÉZISEK... 7 1. tézis... 8 2. tézis... 9 3. tézis... 10 4. tézis... 11 ÖSSZEFOGLALÁS, TOVÁBBLÉPÉSI LEHETŐSÉGEK... 11 PUBLIKÁCIÓS JEGYZÉK... 13 A jelölt disszertációban hivatkozott publikációi... 13 A jelölt disszertációban nem hivatkozott egyéb publikációi... 15 2

MOTIVÁCIÓ, CÉLKITŰZÉS Járműalkatrészek gyártásánál gyakran alkalmazott térfogat-alakító eljárás a kovácsolás. A melegalakítási tartományban előállított versenyképes járműalkatrészek többsége nagy hozzáadott értékű, integrált, NNS (Near Net Shape) geometriai alakzat. A Rába az ezredfordulón jelentős informatikai rendszerfejlesztést hajtott végre, lehetővé téve virtuális gyártási technológiák kifejlesztését és integrált alkalmazását. A rendszerfejlesztési folyamat résztvevőjeként nyilvánvaló volt számomra, hogy a kovácsolási technológia fejlett IT (Information Technology) rendszerekkel való támogatása kulcsfontosságú válasz a piaci kihívásokra, ezért kezdtem tanulmányozni a hagyományos, empirikus tervezési módszertan informatikai fejlesztési lehetőségeit. Tanulmányaim során megismertem a virtuális tervezési módszereket illetve a virtuális tervezői megoldások alkalmazhatósági korlátait. További kutatásaimnak jelentős lökést adott és munkámat kiteljesítette az a közös kutatómunka, melyet az IJTTR (Integrált Járműipari Termék és Technológiafejlesztő Rendszerek) (2005-2008) majd később az NTP (Nemzeti Technológiai Program) (2008-2012) projektek keretein belül a Széchenyi István Egyetem JRET (Járműipari Regionális Egyetemi Tudásközpont) kutatóival és professzoraival végeztünk. Az NTP projekt egy szűkebb tartománya képezte a SZE MMTDI (Széchenyi István Egyetem Multidiszciplináris Műszaki Tudományi Doktori Iskola) keretein belüli kutatómunkám területét. Stratégiai célkitűzésem: A kijelölt célterületeken olyan kutatási eredmények elérése, melyek hatékonyan integrálhatók egy komplex, virtuális technológiai tervezési rendszerbe, a rendszert megbízhatóbbá, pontosabbá és gyorsabbá teszik. Kutatási célterületeknek, a Rába európai üzleti politikája figyelembe vételével, a többüreges kovácsolási és kovácshengerlési technológiákat választottam. Célkitűzésem kutatási részterületekre bontásakor kiemelten kezeltem a többüreges 3

kovácsolási technológiákat a szélesebb körben érvényesíthető gazdasági és környezetpolitikai előnyök miatt. Az egyes részterületek konkrét feladatokra bontása éppen ezért a szerszámköltségek csökkentési lehetőségeire, az elődeformált munkadarabok geometriai vizsgálatára, az anyag- és energiatakarékos technológiai megoldásokra irányult. A KUTATÁS SORÁN ALKALMAZOTT MÓDSZEREK A súrlódási tényező klasszikus meghatározási módszerei alapvetően erő vagy deformáció méréseken alapulnak. Ezek a módszerek a hordósodás közvetlen CAD (Computer Aided Design) rendszeren belüli tervezhetőségéhez nem adnak kellő információt. A melegalakításra jellemző súrlódási tényező kísérleti meghatározásánál törekedtem olyan módszer kidolgozására, ami minimális előkészülettel elvégezhető, ami nem igényel külön gyártási költséget, ami elősegíti az előzetes célkitűzések mind szélesebb megvalósítását. Választásom a többüregű süllyesztékes kovácsolásnál gyakran alkalmazott előzömítésre esett, amit párhuzamos nyomólapok között végeznek. A hengeres munkadarab párhuzamos nyomólapok között végzett zömítése klasszikus képlékenyalakítási feladat. Ismert, hogy a párhuzamos nyomólapok között végzett zömítésnél a munkadarab hordósodása szoros összefüggésben van a súrlódási tényező értékével. A kiértékeléshez szükség volt egy olyan matematikai modell létrehozására, amely egyszerűen kezelhető input adatok megadásával lehetővé teszi a súrlódási tényező gyors, a mérnöki gyakorlat számára megfelelően pontos meghatározását, a CAD geometria közvetlen leképezését és kopásvizsgálatnál is felhasználható. Ehhez alapvetően analitikus módszert választottam. Az analitikus modellnél, egy olyan kinematikailag megengedett sebességmezőt alkalmaztam, amellyel a valóságos deformáció igazoltan jól megközelíthető. Az igazolást korábban a felsőhatár-módszer alkalmazásával végezték el. 4

A zömítés matematikai modellezésénél a választott kinematikailag megengedett sebességmező a kontinuum minden pontjára érvényes, de csak egy elemi magasságcsökkenés esetén. A teljes alakítási folyamat matematikailag csak egymásra épülő elmozdulásokkal, numerikusan modellezhető. Ezt a sebességmezőt a kopásvizsgálatokhoz szükséges elmozdulás-mezők meghatározásánál is felhasználtam. Többüreges kovácsolás alakítási energia csökkentési vizsgálatainál a mérnöki tervezői rendszerekkel jól kezelhető dinamikus programozási elveket alkalmaztam. Piacvezető parametrikus CAD rendszer segítségével korlátozott szélsőérték számítással biztosítottam egy NNS kovácsdarab előalakítási fázisainál a kedvező felületű, állandó térfogatú geometriát. Az alakítás fázisonkénti és összegzett energiaszükségletét határoztam meg. a FVM (Finite Volume Method) analízis segítségével A DISSZERTÁCIÓ RÖVID KIVONATA Az első fejezet a kutatási téma aktualitásával, a kutatás célkitűzéseivel, a kutatási célterületekkel és a kutatás során igénybevett erőforrásokkal foglalkozik. A második fejezet a kiválasztott kutatási célterületek aktuális kutatási eredményeit mutatja be kapcsolatot keresve az egyes célterületeken belül alkalmazandó kutatási módszerekkel. A harmadik fejezet az új tudományos eredményeket ismerteti. A 3.1. alfejezetben egy új, CAD - MathCAD rendszerek kapcsolt alkalmazásán alapuló módszert mutatok be a Kudo-féle súrlódási tényező egyszerű és gyors meghatározására. Az alakítási folyamat fizikai modellezésére a párhuzamos nyomólapok között végzett zömítést alkalmaztam. A zömítés matematikai modellezésére egy olyan kinematikailag megengedett sebességmezőt választottam, amely egy szabad tagot, egy úgynevezett k anyagáramlási tényezőt tartalmazott. Munkámban kiemelten vizsgáltam a zömítés során szabadon deformálódott felületi kontúrok (profilgörbék) valamint a virtuális sebességmező anyagáramlási 5

tényezője és a Kudo-féle súrlódási tényező közötti kapcsolatrendszert a pillanatnyi zömített magasság függvényében. A 3.2. alfejezetben az első fejezetben felhasznált sebességmezőt általánosabb alakban is megfogalmazom. A sebességmező általánosabb alakja lehetőséget ad a valós melegzömítési körülmények eredményezte profilgörbe eltolódások értelmezésére, a kopásvizsgálatra az aszimmetrikus zömítésnél. A 3.3. alfejezetben egy olyan újszerűen alkalmazott módszert ismertetek, amely lehetővé teszi a zömítő szerszám felületein fellépő súrlódási tényező kopási lenyomat alapján történő közvetett meghatározását. A módszer inverz módon is alkalmazható, algoritmizálható. A kopási folyamatok matematikai modellezésére elsősorban az Archard és az energetikai kopásmodelleket alkalmaztam. A modellek megoldása során kiemelten foglalkoztam az első fejezetben ismertetett, a virtuális sebességmezőből levezethető elmozdulás-mező és a Siebel-féle nyomáseloszlás közötti kapcsolatrendszerrel. Az alkalmazáshoz MathCAD program készült. A program alkalmas a Kudo-féle súrlódási tényező függvényében különböző felületi minőségű szerszámacélok kopási tényezőjének meghatározására, összehasonlítására, felhasználható a kopással összefüggő várható élettartam meghatározására. A virtuális sebességmező UBET módszerének, és a nyomáseloszlás átlagfeszültség módszerének együttes alkalmazása m 0 súrlódási tényező esetén elvi pontatlanságot vihet a programba (lokális sebesség és nyomás kérdésköre), ezért FVM analízis segítségével közvetett módon támasztom alá a MathCAD program alkalmazhatóságát. A 3.4. alfejezetben egy konkrét, többüreges süllyesztékes kovácsolási technológia megtervezésén keresztül bemutatok egy lehetséges megoldást az alakítás teljes energiaszükségletének csökkentésére egy széleskörűen alkalmazott CAD-FVM rendszer (Pro/Engineer Wildfire4 Simufact 11.0) segítségével. A kovácsolási folyamat virtuális tervezésénél többváltozós korlátozott szélsőérték számítással figyelembe vehető a térfogat-állandóságon kívül a közbenső alakok felületének nagysága is. Ezzel hatékony módszer biztosítható az azonos térfogatú, 6

eltérő méretkombinációjú előalakok minősítésére, a teljes alakítási energia csökkentésére. A negyedik fejezet összefoglalja az elért eredményeket és felvázolja a lehetséges fejlődési irányokat. ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK, TÉZISEK 1. Súrlódási tényező újszerű meghatározása egy kinematikailag megengedett sebességmező felhasználásával Mérésekkel, korrelációszámítással igazoltam, hogy homogén hőmérséklet eloszlású munkadarab melegzömítésénél a hordósodó profilgörbe jól közelíthető egy másodfokú polinommal. Az igazoláshoz a kovácsmeleg munkadarabokról gyártás közben, rögzített kamerával, azonos távolságról és pozícióból, vakuval készített digitális képeket, valamint AutoCAD AutoLISP illetve MathCAD szoftvereket használtam fel. Ezzel az adott körülmények és a rendelkezésre álló eszközök figyelembevételével egy jól használható megoldást alkalmaztam a munkadarab alakjának meleg állapotban történő ellenőrzésére. Igazoltam, hogy a választott, kinematikailag megengedett sebességmezővel modellezve a zömítésnél lejátszódó alakváltozási folyamatot, a zömített munkadarab profilgörbéje bizonyos korlátok között - ugyancsak jól közelíthető másodfokú polinommal. Bevezettem a sebességmező anyagáramlási tényezője (k) és a Kudo-féle (m) súrlódási tényező közötti m=1-k összefüggést, ami az ipari gyakorlat számára megfelelő pontossággal alkalmazható A Kudo-féle súrlódási tényező meghatározására, valamint a zömített munkadarab várható geometriájának háromdimenziós modellezésére a Pro/Engineer és MathCAD szoftverek integrált alkalmazásával programot készítettem. Az egyszerű összefüggés alkalmazhatóságát az elkészített program futtatási eredményei alátámasztották. A kapott eredményeket igazolta az elvégzett Burgdorf-féle gyűrűzömítő vizsgálat is. 7

1. tézis Tömör, hengeres testek párhuzamos nyomólapok közötti melegzömítésénél az irodalom alapján választott, kinematikailag megengedett, szimmetrikus hordósodást eredményező sebességmező anyagáramlási tényezője (k) összefüggésbe hozható a Kudo-féle (m) súrlódási tényezővel. Az m=1-k összefüggés alapján az ipari gyakorlat számára megfelelő pontossággal meghatározható a kiinduló és a zömített geometriai jellemző adatainak ismeretében a Kudo-féle súrlódási tényező értéke, illetve a súrlódási tényező ismeretében a zömített munkadarab várható háromdimenziós geometriája modellezhető. Az 1. tézist alátámasztó saját hivatkozások: [26][69][72][73][75][76][77] 2. A matematikai modell megfogalmazása általánosabb alakban Az általánosított sebességmezőnél a tengelyirányú sebességkomponens inflexiós pontja z=hx helyre kerül (0 x 1), azaz az ε& z alakváltozási sebesség ezen a helyen lesz extremális. Mindez azt eredményezi, hogy a hordósodás aszimmetrikus lesz, a munkadarab legnagyobb átmérője z=hx helyen található. Kimutattam, hogy k=1, m=0 esetén az általánosított matematikai modell szintén nem hordósodó anyagáramlást leíró sebességmezőhöz vezet. Ilyenkor az alakváltozás homogén lesz. Ha x=0,5 és k=0, akkor az általános modell szerint is teljes letapadás lép fel. Teljes letapadásnál a szerszám és a munkadarab érintkezésénél nincs átmérő növekedés. Az általános alakban felírt matematikai modell szerint k=0 és 0,5 x 1 esetén a z=0 helyen nincs átmérő növekedés, de z=h helyen igen. Az általánosan megfogalmazott sebességkomponensekkel az egyoldali letapadás mindig csak az egyik érintkezési felületen lehetséges. Megállapítottam, hogy az általános matematikai alak a valóságot jobban közelítő profileltolódások modellezésére is alkalmas. Ilyen profileltolódást okozhatnak a munkadarab és szerszám felületek 8

között kialakuló, eltérő súrlódási viszonyok, érintkezési idők (hőátadás), alakítógép mozgásviszonyai valamint a munkadarab inhomogén belső hőeloszlása. 2. tézis Az 1. tézisben felhasznált sebességmezőt általánosítottam, a tengelyirányú sebességkomponens inflexiós pontjait a z=h/2 helyett a z=hx (0 x 1) helyen vettem fel. Megállapítottam, hogy az általánosított sebességmezőnél is kapcsolat ismerhető fel az anyagáramlási tényező (k) értéke és a Kudo-féle (m) súrlódási tényező között. A z=0 helyen a sugárirányú sebességkomponens értéke független az (x) értékétől, amely lehetővé teszi az (x) értékétől független kopásvizsgálatot. A 2. tézist alátámasztó saját hivatkozások: [26][69] 3. Melegalakításnál használható új kopásvizsgálati eljárás fejlesztése Kovácsolásnál az anyagáramlási sebesség és a szerszámkopás helyi értéke szorosan összefügg. A legnagyobb kopási lenyomat a kopási folyamat megindulásakor keletkezik, ugyanis az érintkező felületek relatív elmozdulását ekkor alapvetően a súrlódási tényező befolyásolja. A súrlódási tényező, a legnagyobb kopási lenyomat és kopási üregméret, egy zömítési ciklusra meghatározható. Az ismert Archard és energetikai kopásmodellek felhasználásával bemutattam, hogy a választott, kinematikailag megengedett sebességmezőből levezethető elmozdulás-mező - a Siebel-féle nyomáseloszlás felhasználásával - alkalmas a kopási folyamat matematikai modellezésére. A matematikai modell megfelelőségét, véges-elemes vizsgálattal alátámasztottam. A fizikai modellezésre a robot kiszolgálású gyártósoron alkalmazott előzömítést javasoltam. Mérésekkel és MathCAD program segítségével igazoltam, hogy a lenyomat kopási tényezője és a kenés nélküli súrlódási tényező közvetlenül is összefüggésbe hozható, algoritmizálható. Ebből következően a zömített kovácsdarab legnagyobb 9

átmérőjének ismerete alapján (d max ) a súrlódási tényező és azon keresztül a melegalakító szerszámacél kopási együtthatója meghatározható, a szerszám élettartamra tervezhető. Kísérletekkel igazoltam, hogy PVD (Physical Vapour Deposition) bevonattal ellátott szerszámok súrlódási tényezője csökken, kopási lenyomata növekszik, a legnagyobb kopási üreg mélysége és kopási tényezője ugyancsak csökken. A PVD bevonatok alkalmazása a szerszámélettartam egyértelmű javulását eredményezi. 3. tézis Az 1. és 2. tézis alapján lehetséges a súrlódási tényező és szerszámkopás kapcsolt vizsgálata. Párhuzamos nyomólapok között melegen zömített tömör testeknél a súrlódási és kopási tényezők a kopási lenyomat alapján meghatározhatók. A módszer alkalmas különböző melegalakító szerszámacél minőségek és különböző összetételű PVD bevonatok összehasonlító vizsgálatára. A 3. tézist alátámasztó saját hivatkozások: [36][67][69][70][71][72][78] 4. Közbenső alakok meghatározása a teljes kovácsolási energiaigény minimalizálására CAD-FVM környezetben A kiinduló geometria a készalak geometriája alapján tervezhető. A közbenső alakítási fázisok tervezésénél a térfogat-azonosság korlátozott szélsőérték számítással biztosítható. Az állandó térfogatú előalakok nagyon sok méretkombinációval megvalósíthatók. A számtalan eset közül kell kiválasztani a szakmai és gazdaságossági szempontból a legkedvezőbbet. Olyan hatékony módszert dolgoztam ki, amellyel kedvező felületű, állandó térfogatú előalakok kombinációja hozható létre, amelynek alkalmazása az alakítás teljes energiaszükségletének csökkenéséhez vezet. 10

4. tézis A teljes alakítási energia csökkentése érdekében a fokozatos alakadású többüregű süllyesztékes kovácsolás virtuális gyártástervezésénél többváltozós korlátozott szélsőérték számítással a térfogat-állandóság biztosításán túl optimalizálható a közbenső alakok felületének nagysága is, ezzel hatékony módszer biztosítható az azonos térfogatú, eltérő méretkombinációjú előalakok minősítésére, kiválasztására. A 4. tézist alátámasztó saját hivatkozások: [27][28][68][74] ÖSSZEFOGLALÁS, TOVÁBBLÉPÉSI LEHETŐSÉGEK A súrlódási tényező 3.1. és 3.2. fejezetekben ismertetett egyszerűsített meghatározási módszere a megadott korlátok között lehetővé teszi a CAD geometria közvetlen előállítását MathCAD - CAD szoftverek kapcsolt alkalmazásával. Erre konkrét példát mutattam be a 3.4. fejezetben. A profilgörbe korlátot ellenőrző algoritmus lehetőséget nyújt nemcsak az alkalmazhatóság megítélésére, hanem arra is, hogy milyen kenésmódosítás szükséges a profilgörbe hibahatáron belül tartásához. Ez utóbbi előny akkor mutatkozik meg, amikor a zömített geometria szoros illesztésű üregbe kerül. A profilgörbe ismerete lehetővé teszi a robot kiszolgálású gyártósorokon a megfogó felületek pontosabb tervezését, a valós felülethez illesztését. A súrlódási tényező egyszerűsített meghatározásával a véges-elemes analízisek pre-processzálása pontosabb lehet (súrlódási tényező korrektebb beállítása). A módszert a Rába sikerrel tesztelte többüreges kovácsolásnál használatos előzömített CAD geometria és a robotkar megfogó felületek megtervezésénél. A 3.1. és 3.2. fejezetben bemutatott módszer több fejlesztési irányvonalat is kijelöl. Fejlődési lehetőség a geometriai állandóság, a matematikai korlát szűkítése, melyet a gyakorlati megvalósításban egy számítógépes kenésszabályozás biztosíthat. A digitális fényképeket kiértékelő megoldások még újszerűek a melegalakítás területén, annak ellenére, hogy számos 11

tudományág már régóta alkalmaz terület-specifikus módszereket. A profilgörbék matematikai közelítésénél (3.1.2. fejezet) bemutatott eredmények szintén alkalmasak a területen új fejlesztési irányok kijelölésére, mivel a munkadarab megsemmisítése nélkül nyerhetők mérnöki információk a gyártási folyamatról. A 3.3. fejezetben ismertetett kopási folyamatok, kopási tényezők egyszerűsített, mégis jó közelítést adó meghatározhatósága a bemutatott MathCAD algoritmusok alapján egyértelműen segíti a zömítő szerszámok élettartamra tervezhetőségét, a megfelelő szerszámanyag kiválasztását, lehetőséget biztosít különböző felületi eljárások tesztelésére, költséghatékony alkalmazására. Az új zömítő szerszámok bekopási fázisának kezdetén vizsgálható a zömítéskor keletkező lenyomat. A lenyomat kapcsolatba hozható a Kudo-féle súrlódási tényezővel. A kezdeti kopási lenyomat alapján a súrlódási tényező egyszerű képkiértékeléssel is jó közelítéssel meghatározható. Fejlődési potenciált elsősorban a bonyolult alakadó felülettel rendelkező alakító szerszámok területe, azok élettartam növelési lehetőségei jelenthetik. A 3.4. fejezetben valós kovácsdarabon bemutatott korlátozott szélsőérték számítás módszere lehetőséget nyújt az energiatakarékosabb és rugalmasabb gyártástervezésre. Az állandó térfogaton felületoptimalizálással tervezett szerszámok alkalmazása elvezetett a kovácsolás teljes energia szükségletének csökkenéséhez. A javasolt módszer egyszerűen alkalmazható a FEM (Finite Element Method) vagy FVM analízis energia- vagy kopásvizsgálata alapján. A módszert a Rába már beépítette a virtuális tervezői rendszerébe. A fejlesztési potenciált elsősorban a klasszikus dinamikus programozás automatizált megvalósítása jelenti, melynek kifejlesztéséhez további kutatómunkára van szükség. A bemutatott eredmények, a tudományos értéken és ipari alkalmazhatóságon túlmenően, fejlesztési lehetőséggel rendelkeznek, további kutatásokat igényelnek. 12

PUBLIKÁCIÓS JEGYZÉK A jelölt disszertációban hivatkozott publikációi [26] Halbritter E., Solecki L., Tancsics F.: The Effect of the Pressing Plate s Surface Roughness on Sticking, Konferencia kiadvány: OGÉT-2008 16 th International Conference on Mechanical Engineering, Brassó, (2008), 155-159. [27] Halbritter E., Tancsics F., Gergye T.: Alakváltozási munkaszükséglet optimalizálása kovácsoláskor CAD-CAE módszerekkel, A Jövő Járműve, 3-4, (2008), 8-11. [28] Halbritter E., Tisza M., Tancsics F.: Szálgyűrődési problémák vizsgálata térfogat-alakításnál véges-elemes módszerrel, A Jövő Járműve, 3-4, (2006), 41-43. [36] Kozma I., Tancsics F.: Simplified Determination of the Friction Coefficient Based on Abrasion Mark, Konferencia kiadvány: OGÉT-2013 21 st International Conference on Mechanical Engineering, Arad, (2013), 220-223. [67] Tancsics F.: Melegalakító kovácsoló szerszámok kopáselméleti kutatásainak rendszerezése, Műszaki és informatikai rendszerek és modellek, III/1, (2009), 69-89. [68] Tancsics F., Gergye T., Halbritter E.: Technological Improvement and Optimization in Multiple-Cavity Forging Process with Finite Element Method (FEM), Konferencia kiadvány: FISITA-2010 33 th World Automotive Congress, Budapest, (2010), 22-25. [69] Tancsics F., Halbritter E.: Determination of Friction Coefficient During Upsetting Using a Kinematically Admissible Velocity Field, Strojnícky Časopis, Journal of Mechanical Engineering, Vol. 63 No. 4, (2012), 197-223. 13

[70] Tancsics F., Halbritter E.: PVD Coating and Up-To-Date Wear Test of Hot Forming Tools, Hungarian Journal of Industrial Chemistry, Vol. 40(1), (2012), 19-24. [71] Tancsics F., Halbritter E.: Melegalakító szerszámok kopásvizsgálata, A Jövő Járműve, 01-02, (2012), 29-35. [72] Tancsics F., Halbritter E.: A súrlódási tényező újszerű meghatározása és felhasználása a Pro/Engineer és MathCAD szoftverek segítségével, GÉP, LXI/7, (2010), 34-42. [73] Tancsics F., Halbritter E.: Inspection of Barrelling of Upset Forgings Based on Digital Photographs, Acta Technica Jaurinensis, (lektorált, megjelenése folyamatban). [74] Tancsics F., Halbritter E., Gergye T.: Using Up-to-Date Software in Technological Improvements and Optimization of Multiple Cavity Forging, Strojnícky Časopis, Journal of Mechanical Engineering, Vol. 62 No. 4, (2011), 191-203. [75] Tancsics F., Halbritter E., Kiss B.: Simplified Determination of Friction Coefficient by Upsetting, Konferencia kiadvány: OGÉT-2009 17 th International Conference on Mechanical Engineering, Gyergyószentmiklós, (2009), 384-387. [76] Tancsics F., Halbritter E., Kiss B.: Limit Analysis of Adaptation of the Mathematical Model Made to Determine Friction Coefficient, Konferencia kiadvány: OGÉT-2011 19 th International Conference on Mechanical Engineering, Csíksomlyó, (2011), 355-359. [77] Tancsics F., Kozma I., Kiss B., Halbritter E.: A tengelycsonk kovácsolásánál használatos robot munkadarab-befogó pofájának alakhelyes tervezése, a súrlódási tényező figyelembe vételével, A Jövő Járműve, 3-4, (2009), 16-21. [78] Tancsics F., Solecki L., Halbritter E.: Development of a New Wear Test Method For Hot Forming, Acta Technica Jaurinensis, (lektorált, megjelenése folyamatban). 14

A jelölt disszertációban nem hivatkozott egyéb publikációi [1] Kozma I., Tancsics F., Halbritter E.: Modelling of the Expectable Shape of the Barrelling Working Piece, Konferencia kiadvány: OGÉT-2010 18 th International Conference on Mechanical Engineering, Nagybánya, (2010), 261-264. [2] Tancsics F.: BY Treating of Micro-Alloyed Steels Supported by Integrated IT Technology in the Forging Factory of RABA, Hungarian Journal of Industrial Chemistry, Vol. 39(2), (2011), 243-249. [3] Tancsics F., Halbritter E.: A hengerszegmensek tervezésének korszerűsítése kovácshengerlésnél, A Jövő Járműve 3-4, (2010), 30-35. [4] Tancsics F., Kiss B., Halbritter E.: New Calculation Method of MathCAD and Pro/Engineer software in Multiple Cross-out Calculation of the Forging Roll, Konferencia kiadvány: OGÉT-2010 18 th International Conference on Mechanical Engineering, Nagybánya, (2010), 432-435. [5] Tancsics F., Kiss B., Halbritter E.: Matematika és CAD kombinálása, többszúrásos kovácshengerlési szúrásterv készítése, mcad, 2. évf. 2. szám, (2010), 44-45. [6] Tancsics F., Kiss B., Halbritter E.: A MathCAD és a Pro/Engineer szoftverek újszerű felhasználása a kovácshengerlési szúrásterv készítésének területén, A Jövő Járműve 3-4, (2009), 43-46. 15