Simulation of orthogonal metal cutting by finite element analysis
Dik kesme işlemlerinin sonlu eleman analizi ile simulasyonu
- Tez No: 143163
- Danışmanlar: PROF.DR. EMAN TEKKAYA, PROF.DR. ENGİN KILIÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Finite Element Method, Orthogonal Metal Cutting, Remeshing, Damage, Friction
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Bu tezin amacı, dik kesme işlemleri için geliştirilmiş çeşitli sonlu eleman modellerinin birbirleriyle ve deneyler ile karşılaştınlmasıdır. Sürtünme koşulları ve ayrılma kriterleri gibi parametrelerin sonuçlar üzerindeki etkisi incelenmiştir. Simülasyon aracı olarak, kapalı kodlar olan MSC.Marc ve Deform2D ile açık bir kod olan Thirdwave AdvantEdge kullanılmıştır. Talaşın iş parçasından ayrılması, sürekli yeni ağ tanımlanması veya elemanların toplam hasara göre silinmesi ile elde edilmiştir. Sonuçlardan, kesme ve ilerleme kuvvetleri, kayma açısı, talaş kalınlığı ve kalem ile talaş arasındaki temas uzunluğu tahmin edilebilmektedir. Sonuçların doğrulanması için değişik kesme koşullarında (kesme açısı ve ilerleme hızı) deneyler yapılmıştır. Sonuçlar, ticari yazılımlarının dik kesme işlemlerini kabul edilebilir sınırlar içerisinde simüle edebileceğini göstermiştir. Sürtünme koşullarının simülasyonu etkileyen en önemli parametre olduğu bulunmuştur. Çünkü, bu parametrenin ayarlanması ile her işlem değişkeni için ayrı ayrı iyi sonuçlar elde edilebilmektedir. Dolayısıyla, simülasyon sonuçları bütün işlem değişkenleri ile değerlendirilmelidir. Ayrıca, sürtünme koşulları kayma açısına göre ayarlanmalıdır. Hasar modellerinin talaşın iş parçasından ayrılması amacı ile kullanılması uygun değil gibi görünmektedir. Yeni ağ tanımlanması ise iyi sonuçlar vermesine rağmen, iş parçası malzemesinde çatlak oluşması gibi bir kavram hatasına yol açmaktadır. Dolayısıyla, hem iyi bir fiziksel modelleme yapılması hem de işlem değişkenlerinin doğru tahmin edilebilmesi için yeni bir ayrılma kriterine ihtiyaç vardır.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis is to compare various simulation models of orthogonal cutting process with each other as well as with various experiments. The effects of several process parameters, such as friction and separation criterion, on the results are analyzed. As simulation tool, commercial implicit finite element codes MSC.Marc, Deform2D and the explicit code Thirdwave AdvantEdge are used. Separation of chip from the workpiece is achieved either only with continuous remeshing or by erasing elements according to the damage accumulated. From the results cutting and thrust forces, shear angle, chip thickness and contact length between the chip and the rake face of the tool can be estimated. For verification of results several cutting experiments are performed at different cutting conditions, such as rake angle and feed rate. Results show that commercial codes are able to simulate orthogonal cutting operations within reasonable limits. Friction is found to be the most critical parameter in the simulation, since good agreement can be achieved for individual process variables by tuning it. Therefore, simulation results must be assessed with all process variables and friction parameter should be tuned according to the shear angle results. Plain damage model seems not appropriate for separation purposes of machining simulations. On the other hand, although remeshing gives good results, it leads to the misconception of crack generation at the tip of the tool. Therefore, a new separation criterion is necessary to achieve both good physical modeling and prediction of process variables.
Benzer Tezler
- Finite element analysis of orthogonal metal cutting operations
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA USTA
Doktora
İngilizce
1999
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. S. ENGİN KILIÇ
- Talaş kaldırma işleminin sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla analizi
Başlık çevirisi yok
VAHİT KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUZAFFER ERTEN
- Ti-5553 alaşımın talaşlı imalat sürecinin ve yüzey bütünlüğünün deneysel ve sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Finite element modeling and experimental analysis of metal cutting process and surface integrity of Ti-5553 alloy
MELİH ÖZKÜTÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF KAYNAK
- CNC tornada talaş kaldırma işlemlerinde talaş kırıcı geometrisinin işlenebilirliğe etkilerinin deneysel ve sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
The effect of the chip breaker geometry on the machinability during chip removal process of cnc lathe by using experimental and fea methods
GÜRCAN ATAKÖK
Doktora
Türkçe
2008
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KURT
- Kalın camsı metal tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
Finite element analysis of bulk metallic glass turning
MÜJDAT ERSARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL