Geri Dön

Sac metallerde imalat süreci sonunda oluşan artık gerilmelerin yorulma dayanımı üzerine etkisinin incelenmesi

Examining the effect of residual stresses occuring at the end of the manufacturing process in sheet metals on fatigue strength

  1. Tez No: 1010303
  2. Yazar: ZAFER FİLİK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİS YURDDAŞKAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Sac metal, artık gerilme, yorulma hasarı, ömür tahmini, Sheet metal, residual stresses, fatigue damage, fatigue life estimation
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez çalışmasında, sac metal parçaların üretim süreci sonunda bünyesinde kalan artık gerilmelerin yorulma hasarı ve ömür tahminine etkisi, otomotiv şasi sistemlerinde kullanılan sac metal amortisör yay tablası komponenti üzerinden incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı; üretim simülasyonundan elde edilen kalıcı etkileri yapısal analiz ve yorulma hesabına tutarlı biçimde aktarabilen, deneysel sonuçlarla karşılaştırılabilir bir hesap akışı oluşturmaktır. Bu kapsamda sac şekillendirme adımları üretim simülasyonu ile çok aşamalı olarak modellenmiş; üretim sonrası oluşan kalıcı şekil değiştirme dağılımlarından hareketle artık gerilmeler, malzemenin çevrimsel davranışını temsil eden Ramberg–Osgood ilişkisi üzerinden iteratif bir yöntemle türetilmiştir. Ardından sonlu elemanlar modeli ile lineer statik analizler gerçekleştirilmiş, kritik bölgelerdeki gerilme bileşenleri kullanılarak gerilme genliği ve ortalama gerilme etkisi ayrıştırılmıştır. Lineer elastik sonuçların yerel elastik–plastik davranışı daha iyi temsil edebilmesi için Neuber yaklaşımı ve çevrimsel Ramberg–Osgood birlikte kullanılarak kritik noktalarda elastik–plastik gerilme/gerinim genlikleri elde edilmiştir. Yorulma ömrü tahmininde, ortalama gerilme etkisini doğrudan hesaba katan Smith–Watson–Topper hasar parametresi ve bunun Bergmann modifikasyonu tercih edilmiş; gerinim–ömür çerçevesinde Basquin ve Coffin–Manson bağıntılarıyla ömür iteratif sayısal çözümle hesaplanmıştır. Doğrulama amacıyla farklı yük seviyelerinde yorulma testleri uygulanmış ve sayısal sonuçlar artık gerilmeler modele dahil edildiğinde deneysel bulgularla uyumun arttığını, artık gerilmeler ihmal edildiğinde ise ömrün daha iyimser tahmin edilebildiğini göstermiştir. Genel olarak çalışma, sac metal parçalarda üretimden kaynaklı artık gerilmelerin yorulma güvenilirliğini anlamlı biçimde etkileyebildiğini ve gerçekçi ömür tahmini için bu etkinin analiz zincirine dahil edilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır.

Özet (Çeviri)

This thesis investigates the effect of residual stresses remaining in sheet metal parts at the end of the manufacturing process on fatigue damage and life prediction, using a sheet metal shock absorber spring plate component used in automotive chassis systems. The main objective of the study is to create a computational flow that can consistently transfer the residual effects (especially residual deformation) obtained from manufacturing simulation to structural analysis and fatigue calculation, and that is comparable to experimental results. In this context, the sheet metal forming steps were modeled in a multi-stage manner with manufacturing simulation; residual stresses were derived iteratively from the residual deformation distributions after manufacturing, using the Ramberg–Osgood relationship representing the cyclic behavior of the material. Then, linear static analyses were performed with a finite element model; stress amplitude and average stress effect were separated using the stress components in critical regions. To better represent the local elastic-plastic behavior of the linear elastic results, the Neuber approach and the cyclic Ramberg–Osgood relationship were used together to obtain elastic-plastic stress/strain amplitudes at critical points. In fatigue life estimation, the Smith–Watson–Topper failure parameter and its Bergmann modification, which directly account for the effect of average stress, were preferred; life was calculated iteratively using the Basquin and Coffin–Manson relationships within the strain-life framework. For validation purposes, fatigue tests were applied at different load levels, and the numerical results showed that the agreement with experimental findings increased when residual stresses were included in the model, while neglecting residual stresses resulted in a more optimistic (not necessarily safe) life prediction. Overall, the study reveals that residual stresses originating from manufacturing in sheet metal parts can significantly affect fatigue reliability and that this effect should be included in the analysis chain for realistic life estimation.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    509885

    Polipropilen levhaların CNC tezgahında sürtünme karıştırma nokta kaynağı ile birleştirilmesi

    Joining of polypropylene sheets with friction stir spot welding at CNC machine

    GÜLTEKİN ÇAKIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mühendislik BilimleriDüzce Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞENOL MERT

  2. Tez No

    876726

    Zırh delici hafif silah mühimmatına dayanıklı kompozit zırh geliştirilmesi

    Development of composite armour resistant to armour piercing small arms ammunition

    AHMET ÖZTEMÜR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KENAN GENEL

  3. Tez No

    335930

    Mikro ark oksidasyon işleminde elektrolite karbon nanotüp ilavesinin titanyum ve alaşımlarının yüzey özelliklerine etkisi

    Effect of incorporationing carbon nanotube in to electrolyte in the micro arc oxidation process on the surface characteristics of titanium and its alloys

    KAAN SELİM YAZICI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT BAYDOĞAN

  4. Tez No

    612257

    Inconel 718 malzemesinin elektron ışın kaynağı altında mekanik davranışının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi ve karşılaştırılması

    Analysis and comprasion of mechanical behaviour of inconel 718 material under the effect of electron beam welding experimentally and numerically

    SEMİH YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MESUT KIRCA

  5. Tez No

    337849

    Özel işlenmiş taslak malzemelerin derin çekmeye etkilerinin deneysel olarak incelenmesi

    Experimental investigation of the effect of specially manufactured blank materials on deep drawing

    EMRAH DAĞTEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Teknik EğitimDumlupınar Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUAMMER GAVAS

Geri Dön