Linear woodcutting of European beech: experiments and computations

Simple item page
dc.contributor.authorKubík, Petrcs
dc.contributor.authorŠebek, Františekcs
dc.contributor.authorKrejčí, Petrcs
dc.contributor.authorBrabec, Martincs
dc.contributor.authorTippner, Jancs
dc.contributor.authorDvořáček, Ondřejcs
dc.contributor.authorLechowicz, Danielcs
dc.contributor.authorFrybort, Stephancs
dc.coverage.issue1cs
dc.coverage.volume57cs
dc.date.accessioned2023-03-16T15:52:59Z
dc.date.available2023-03-16T15:52:59Z
dc.date.issued2023-01-13cs
dc.description.abstractHardwood species are becoming increasingly important with the growing need for a diversity of forests that have recently been facing global temperature changes or conifer pests. This further leads to the growth of its potential as a building material that may originate from sustainable production. As hardwoods need to be properly processed, the article deals with the disintegration of European beech. The influence of wood grain direction, uncut chip thickness and cutting speed on the cutting force magnitudes was experimentally investigated using the device with a rotating arm of approximately 4 m in diameter. Then, the disintegration process was modelled using the finite element method in Abaqus/Explicit. The developed material model consisting of orthotropic elasticity and plasticity with rate-independent and rate-dependent tensile–compressive failure asymmetry was implemented through the user subroutine, while the crack initiation and propagation were realized using the element deletion technique. The computationally predicted average values of cutting forces and chip shapes were, except for a few tests, in good agreement with the experiments. It means that the model may be used for further investigation, such as the influence of tool wear.en
dc.description.abstractDruhy tvrdého dřeva začínají být čím dál více důležité s rostoucí potřebou diverzity lesů, které poslední dobou čelí globálním změnám teploty nebo škůdcům jehličnanů. Toto dále vede na růst jeho potenciálu jako stavebního materiálu, který může pocházet z udržitelné produkce. Jelikož tvrdá dřeva je nutné vhodně zpracovat, tak se článek zabývá desintegrací evropského buku. Experimentálně byl zjišťován vliv směru kresby dřeva, tloušťky neodřezané třísky a řezné rychlosti na velikosti řezných sil s použitím zařízení s rotujícím ramenem o průměru přibližně 4 m. Poté byl modelován desintegrační proces s pomocí metody konečných prvků v Abaqus/Explicit. Vyvinutý materiálový model sestávající z ortotropní elasticity a plasticity s časově nezávislou a časově závislou asymetrií porušení v tahu a tlaku byl implementován pomocí uživatelské subrutiny, zatímco iniciace trhliny a šíření byly realizovány pomocí techniky mazání prvku. Výpočtově predikované průměrné hodnoty řezných sil a tvarů třísek byly, až na několik testů, v dobré shodě s experimenty. To znamená, že model může být použitelný pro další výzkum, jako například vlivu opotřebení nástroje.cs
dc.formattextcs
dc.format.extent51-74cs
dc.format.mimetypeapplication/pdfcs
dc.identifier.citationWOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2023, vol. 57, issue 1, p. 51-74.en
dc.identifier.doi10.1007/s00226-022-01442-6cs
dc.identifier.issn0043-7719cs
dc.identifier.other182906cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/209206
dc.language.isoencs
dc.publisherSpringer Naturecs
dc.relation.ispartofWOOD SCIENCE AND TECHNOLOGYcs
dc.relation.urihttps://link.springer.com/article/10.1007/s00226-022-01442-6cs
dc.rightsCreative Commons Attribution 4.0 Internationalcs
dc.rights.accessopenAccesscs
dc.rights.sherpahttp://www.sherpa.ac.uk/romeo/issn/0043-7719/cs
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/cs
dc.subjectCutting forcesen
dc.subjectCutting speeden
dc.subjectUncut chip thicknessen
dc.subjectWood grain directionen
dc.subjectWoodcutting simulationsen
dc.subjectŘezné síly
dc.subjectřezná rychlost
dc.subjecttloušťka neodřezané třísky
dc.subjectsměr kresby dřeva
dc.subjectsimulace řezání dřeva
dc.titleLinear woodcutting of European beech: experiments and computationsen
dc.title.alternativeLineární řezání evropského bukového dřeva: experimenty a výpočtycs
dc.type.driverarticleen
dc.type.statusPeer-revieweden
dc.type.versionpublishedVersionen
sync.item.dbidVAV-182906en
sync.item.dbtypeVAVen
sync.item.insts2023.03.29 16:55:14en
sync.item.modts2023.03.29 16:14:32en
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechanikycs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
s00226022014426.pdf
Size:
2.29 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
s00226022014426.pdf
Download
Collections
Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky