Metal döküm kalıplarının CAD/CAE teknikleri ile yorulma ömrünün hesaplanması
Modelling of mold thermal fatigue life in permanent mold casting using CAD/CAE techniques
- Tez No: 168066
- Danışmanlar: PROF.DR. İBRAHİM ÖZSERT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Permanent mold, casting, finite element method, interfacial heat transfer, latent heat
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
ÖZET Kelimeler: Kokil kalıp, döküm, sonlu elemanlar yöntemi, ara yüzey ısı transferi, ergime gizli ısısı, elasto-plastik analiz. Sıvı metallerin döküm yöntemi ile şekillendirilmesinde kullanılan metalden yapılan döküm kalıplan (kokil kalıplar) çok sayıda döküm parça üretimi için kullanıldıklarından yüksek dayanıklılığa sahip olmalıdır. Kokil kalıplar tekrarlı döküm işlemleri sırasında sıvı döküm metali ile temas halinde olduğundan aşın sıcaklıklara maruz kalmaktadırlar. Tekrarlı ısınma ve soğumalar neticesinde kokil kalıplar termal gerilmelere ve sonuç olarak termal yorulmalara maruz kalmaktadırlar. Metal döküm kalıplarda çoğunlukla görülen sorun çalışma sırasında kırılma problemidir. Üretilmeleri çok yüksek maliyetler gerektiren bu kalıpların tasarlanan üretim ömründen önce servis dışı kalmalar döküm sektörü için beklenmedik zaman ve malzeme maliyetlerine neden olmaktadır. Bir metal kalıbın çalışma ömrü henüz kalıp tasarım aşamasında bilgisayar teknikleri ile modellenebilir ise ve bu modelleme sonucunda kalıp tasannu kalıbın optimum ömrü için yenilenebilirse yukarıda değinilen beklenmedik ilave kalıp maliyetleri minimuma düşürülebilecektir. Bu araştırmada dökümhane şartlarından ve malzemelerin termofiziksel özellerinden elde edilen veriler doğrultusunda metal döküm kalıplarının (kokil kalıpların) yorulma ömrü CAD (Bilgisayara Dayalı Tasarım) ve CAE (Bilgisayara Dayalı Mühendislik) teknikleri kullanılarak hesaplanmaya çalışılmıştır. Bu amaçla küresel grafitli dökme demirden üretilen bir kokil kalıp ve bir alüminyum %7 silisyum alaşımı olan Etial 177 alaşımından oluşan kalıp-döküm sisteminin geometrileri üç boyutlu olarak ProENGINEER CAD programında oluşturulmuştur. Bu geometrik modeller daha sonra sonlu elemanlar tekniğini kullanan ve elasto-plastik analiz yapabilen ANSYS analiz programı ortamında elementlere aynlmistir. Bu geometrik modellerin başlangıç şartlan, sınır değerleri ve ara yüzey ısı geçirgenlik durumlan, kalıp ile döküm makemelerinin termofiziksel özellikleri sıcaklığa bağlı olarak tanımlanarak analiz programına girilmiş, bu verilere ve tanımlanan sınır şartlara dayanarak ilk döküm için termal analiz yapılmıştır. Bu ilk analizden elde edilen sıcaklık değerleri bir sonra yapılacak döküm için başlangıç şartı olarak tanımlanmıştır. Döküm ve soğuma neticesinde elde edilen sıcaklık verileri ve mekanik özelliklerine bağlı olarak kalıpta meydana gelen elastik ve plastik gerilmeler ile şekil değişimleri hesaplanmıştır. Hesaplanan bu elastik-plastik gerilmeler ve şekil değiştirme verilerine dayanarak kalıbın yorulmaya karşı en kritik bölgesi ve yorulma ömrü hesaplanmış ve uygulama kayıtlanyla karşılaştınlmıştır. Sonuç olarak kokil döküm kalıbının termal yorulma ömrü yaklaşık %9 oranında bir hata ile modellenmiş, daha gerçekçi sonuçlara ulaşmak için kullanılan tüm değişkenlerin doğru bir şekilde belirlenmesine bağlı olduğu gösterilmiştir. XIV
Özet (Çeviri)
MODELLING OF MOLD THERMAL FATIGUE LIFE IN PERMANENT MOLD CASTING USING CAD/CAE TECHNIQUES SUMMARY
Benzer Tezler
- Eklemeli imalat destekli dereceli hassas döküm yöntemi ile bal peteği yapıların üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of honeycomb structures by additive manufacturing-aided investment flask mould casting method
FATİH GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
DR. LEVENT TURHAN
- Otomotiv pres kalıplarının bimetal döküm tekniği ile tasarımı ve üretimi
Design and production of automotive press molds with bimetal casting technique
ORHAN ÇAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ÖZEL
- Farklı yapım yöntemleri ile hazırlanan Co-Cr metal altyapıların dental porselen ile bağlanma dayanımlarının in-vitro olarak incelenmesi
Bond stregnths of dental porcelain with Co-Cr metal substructure materials prepared by different construction methods
ASLI KARTAL
- Post kor sistemlerinin fraktür analizi ve sonlu elemanlar stres analiz yöntemi ile değerlendirilmesi
Evaluation of post-core systems with fracture resistance and finite element analysis methods
MEHMET SELİM BİLGİN
Doktora
Türkçe
2008
Diş HekimliğiSelçuk ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİYE NİLGÜN ÖZTÜRK
- Bir kalıcı kalıpta soğutma performansının arttırılması için eklemeli imalat yöntemiyle üretilen kalıp çekirdeğindeki soğutma kanallarının tasarımı, analizi ve optimizasyonu
In order increasing the permanent mold cooling performance, produced by additive manufacturing method mold core cooling channel design, analysis and optimization
MEHMET KAN
Doktora
Türkçe
2020
EnerjiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN İPEK