Geri Dön

Metal döküm kalıplarının CAD/CAE teknikleri ile yorulma ömrünün hesaplanması

Modelling of mold thermal fatigue life in permanent mold casting using CAD/CAE techniques

  1. Tez No: 168066
  2. Yazar: MESUT DURAT
  3. Danışmanlar: PROF.DR. İBRAHİM ÖZSERT
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Permanent mold, casting, finite element method, interfacial heat transfer, latent heat
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Sakarya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2019

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ

    DR. LEVENT TURHAN

  2. 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

    Türkçe

    2010

    Metalurji MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET ÖZEL

  3. 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

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Diş Hekimliğiİstanbul Üniversitesi

    Diş Hekimliği Bölümü

    PROF. DR. MAHİR MURAT AYDIN

  4. 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

    Türkçe

    2008

    Diş HekimliğiSelçuk Üniversitesi

    Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ATİYE NİLGÜN ÖZTÜRK

  5. 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

    Türkçe

    2020

    EnerjiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN İPEK