Metalik malzemelerde proses parametrelerinin sürtünme katsayısına etkilerinin deneysel ve nümerik yöntemlerle incelenmesi
Investigation of the effects of process parameters on the friction coefficient in metallic materials by experimental and numerical methods
- Tez No: 1017764
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EMRE ESENER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sac metal şekillendirme simülasyonlarında analiz sonuçlarının gerçeğe yakınlığı, büyük ölçüde sınır şartlarının doğru tanımlanmasına bağlıdır. Bu parametrelerin en kritiği olan sürtünme katsayısı, endüstriyel uygulamalarda genellikle sabit bir değer (Coulomb sürtünme modeli) olarak kabul edilmektedir. Ancak karmaşık geometrilere ve değişken temas basınçlarına sahip parçalarda bu yaklaşım; geri esneme ve yırtılma tahminlerinde ciddi sapmalara neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında, 0,73 mm kalınlığındaki CR4 kalite sac malzeme kullanılarak; sürtünme katsayısının sabit bir değer olmadığı, aksine yüzey basıncı ve parça geometrisine bağlı olarak değişkenlik gösterdiği hipotezi test edilmiştir. Çalışmanın deneysel aşamasında, MTS test cihazına entegre edilen özel tasarım bir deney düzeneği vasıtasıyla numuneler; 3 MPa ve 5 MPa olmak üzere iki farklı yüzey basıncına maruz bırakılmıştır. Veri güvenilirliğini sağlamak amacıyla deneyler tekrarlanabilir setler halinde gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın nümerik aşamasında ise Autoform yazılımı kullanılarak deneysel koşullar sanal ortamda modellenmiş; basınç dağılımı ve sürtünme çıktıları karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, formsuz (düz) numune durumunda simülasyon verileri ile deneysel sonuçların yüksek hassasiyetle örtüştüğünü ortaya koymuştur. Buna karşın, farklı formlu kesitlerde yapılan deneylerde simülasyon sonuçlarının deneysel verilerden önemli ölçüde saptığı gözlemlenmiştir. Bu çalışma; basınca ve geometriye bağlı sürtünme katsayısının, güncel Sonlu Elemanlar Analizi (SEA) yazılımları tarafından modellenen ideal durumlar ile gerçek fiziksel çıktılar arasında farklar yarattığını, dolayısıyla daha gelişmiş sürtünme modellerinin kullanımının bir zorunluluk olduğunu kanıtlamaktadır. Çalışmanın sonuçları, doğru sürtünme modellemesinin analiz doğruluğunu artırırken, deneme-yanılma süreçlerini kısalttığını ve üretim maliyetlerini optimize ettiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In sheet metal forming simulations, the accuracy of analysis results depends heavily on the correct definition of boundary conditions. The friction coefficient, the most critical of these parameters, is generally accepted as a constant value (Coulomb friction model) in industrial applications. However, in parts with complex geometries and variable contact pressures, this approach leads to significant deviations in springback and thinning (tearing) predictions. In this thesis study, using CR4 grade sheet material with a thickness of 0.73 mm, the hypothesis that the friction coefficient is not a constant value but varies depending on surface pressure and part geometry was tested. In the experimental phase of the study, samples were subjected to two different surface pressures, 3 MPa and 5 MPa, via a specially designed experimental setup integrated into an MTS testing machine. Experiments were carried out in reproducible sets to ensure data reliability. In the numerical phase, the experimental conditions were modeled in a virtual environment using Autoform software; pressure distribution and friction outputs were analyzed comparatively. The findings revealed that in the case of flat (unformed) samples, the simulation data and experimental results correlated with high precision. Conversely, in experiments conducted on cross-sections with different forms, simulation results were observed to deviate significantly from experimental data. This study proves that pressure- and geometry-dependent friction coefficients create discrepancies between the ideal conditions modeled by current Finite Element Analysis (FEA) software and actual physical outputs; therefore, the use of more advanced friction models is a necessity. The results of the study demonstrate that accurate friction modeling increases analysis accuracy while shortening trial-and-error processes and optimizing production costs.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of refractory high entropy WNbMoVCrXAlY (X, Y = 0 - 1,0) alloys by mechanical alloying method and vacuum arc melting
Mekanik alaşımlama ve vakum ark eritme yöntemleriyle refrakter yüksek entropi WNbMoVCrXAlY (X, Y = 0 - 1,0) alaşımlarının sentezi ve karakterizasyonu
AMMAR BASIL NADER ALKRAIDI
Doktora
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Ağır ticari araçlarda kullanılan fren disklerinin sürtünme ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
Examination of the friction and wear properties of brake discs used in heavy commercial vehi̇cles
EMİN EMRE GÖKTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET UYSAL
- Thermal oxidation of titanium-based cold spray coatings for biological and wear-related applications
Biyolojik ve aşınmaya yönelik uygulamalar için soğuk dinamik gaz püskürtme tekniği ile üretilmiş titanyum bazlı kaplamaların termal oksidasyonu
DOĞUKAN ÇETİNER
Doktora
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
PROF. DR. ERDEM ATAR
- Kompozit sürtünmeli fren balatalarında yerli uçucu kül katkısının raylı taşıt balata özelliklerine etkisinin incelenmesi ve kullanılabilirliğinin saptanması
For friction composite brake pads, the determination of usage and investigation of the effects of domestic fly ash contribution to the features of friction brake pads
EYÜP AKAGÜNDÜZ
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TOPUZ
DR. MEHMET GÜNEŞ
- Sürtünme karıştırma prosesinin al5083 alaşımının mekanik ve tribolojik özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect on mechanical and tribological properties of al5083 alloy of friction stir process
MURAT SAYGIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM BARAN