Geri Dön

Metal tozu presleme prosesinin sayısal ve deneysel incelenmesi

Numerical and experimental investigation of metal powder compaction process

PDF İndir

  1. Tez No: 365254
  2. Yazar: FARUK GÜNER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HASAN SOFUOĞLU, YRD. DOÇ. DR. ÖMER NECATİ CORA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Metal Tozu Presleme, von Mises, Modifiye Cam-Clay, MohrCoulomb, Shima-Oyane, Wanheim/Bay, Levanov, Sürtünme Katsayısı, Çoklu Parçacık Sonlu Elemanlar Yöntemi, Metal Powder Compression, von Mises, Modified Cam-Clay, Mohr-Coulomb, Shima-Oyane, Wanheim/Bay, Levanov, Friction Coefficient, Multi Particle Finite Element Method
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 214

Özet

Bu çalışmada, birçok alanda uygulaması yaygınlaşan metal tozu presleme prosesi sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Mikro yapıdaki deformasyon, gerilme ve sürtünme davranışının gerçekçi olarak belirlenebilmesi için, rijit kalıp içerisine rastgele yerleştirilen 200 μm çapındaki 74 adet küresel bakır tozları Çoklu Parçacık Sonlu Elemanlar Yöntemiyle (Multi Particle Finite Element Metod-MPFEM) modellenmiştir. 60076 adet üç boyutlu tetrahedral eleman ile ağ örgüsü oluşturulan tozlar, von Mises, Modifiye Cam-Clay, Mohr-Coulomb ve Shima-Oyane malzeme modelleri kullanılarak oda sıcaklığında analiz edilmişlerdir. Bu aşamada, von Mises malzeme modeli kullanılarak gerçekleştirilen MPFEM analizindeki gerilme dağılımlarının diğer malzeme modellerine göre daha gerçekçi sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. Sürtünme davranışının belirlenmesi amacıyla μ=0, μ=0,1, μ=0,25 ve μ=0,4 gibi farklı sabit Coulomb sürtünme katsayılarıyla ve prosese ait sürtünme katsayısının elde edilmesi için ayrıca yazılan kullanıcı alt programlarıyla oluşturulan Wanheim/Bay ve Levanov sürtünme modelleriyle analizler yapılmıştır. Sıcaklığın, gerilme ve sürtünme davranışına etkisinin incelenmesi amacıyla, çalışmalar bu üç sürtünme modeli ile 270°C'de sürdürülmüştür. Analizlerde, μ=0,25 değerinin malzeme deformasyonu açısından kritik bir değer olduğu ve Wanheim/Bay modeliyle 20°C'de ortalama 0,05 sürtünme katsayısı elde edilirken 270°C'deki değer ise 0,04 olarak tespit edilmiştir. Tezin son bölümünde ise, geometrik süreksizliği daha az olan ve 130 adet elastik-plastik toz içeren yeni bir model oluşturularak yine aynı üç sürtünme modeliyle 270°C'de analizler gerçekleştirilmiştir. Rijit zımbaya etkiyen kuvvet değerinden yola çıkılarak belirlenen basma değerleri ile yapılan deneylerden alınan numuneler, SEM ile incelenerek deforme olmuş tanelerin görüntüleri sayısal verilerle karşılaştırılmıştır.

Özet (Çeviri)

Metal powder compaction process which has spreading applications in several areas was investigated in this study. In aim to determine deformations, stresses and frictional behavior realistically in micro structure, 74 spherical particles in 200 μm diameter randomly filled in a die cavity were modelled by Multi Particle Finite Element Method (MPFEM). The particles that meshed by 60076 3-D tetrahedral elements were analyzed in room temperature by using von Mises, Modifiye Cam-Clay, Mohr-Coulomb and Shima-Oyane material models. In terms of stress distributions obtained from all MPFEM analyses of this study, it was concluded that von-Mises material model is more appropriate for MPFEM analyses. Coulomb constant friction coefficient of μ=0, μ=0.1, μ=0.25 and μ=0.4 were utilized to determine friction behavior of compaction process. Wanheim/Bay and Levanov friction models were implemented into FEA through user subroutines in order to obtain friction coefficients of compaction process. In aim to investigate temperature effect on stress and friction behavior, the studies were pursued by Coulomb, Wanheim/Bay and Levanov friction models at 270°C. μ=0.25 was detected a critical value for powder deformations on these analyses. Average friction coefficient of 0.05 was attained at 20°C while 0.04 was obtained at 270°C with Wanheim/Bay model. At the final stage of this study, experiments were also performed for comparison purpose. A new finite element model having 130 elastic-plastic bodies with less discontinuity on the die geometry was constituted for experimental studies and analyzed by utilizing three friction models at 270°C. Experiments were performed by the compacting pressure determined from the force acting to rigid punch on numerical analyses. Specimens that were obtained from experiments were investigated by SEM and the captured views of deformed particles were compared with the numerical results.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    455355

    Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu

    Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes

    ŞEYMA DUMAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL

  2. Tez No

    810363

    The effect of Ti and Cr addition on microstructure and mechanical properties of 316L powder metallurgy stainless steel used in biomedical application

    Tı ve Cr ilavesinin, biyomedikal uygulamada kullanılan 316L toz metalurji paslanmaz çeliğin mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerindeki etkisi

    HABAB SEDEG TAIBALASMA MOHAMMED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyomühendislikKarabük Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET AKİF ERDEN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET SERDAR GÜLDİBİ

  3. Tez No

    657505

    TiC/AA2024 kompozitlerin mekanik alaşımlama yöntemiyle üretimi ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi

    Production of TiC/AA2024 composites by mechanical alloying method and determination of mechanical characteristics

    ABDULLAH YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. AHMET AKDEMİR

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAD NAZİK

  4. Tez No

    374518

    Toz metalurjisi yöntemiyle alüminyum esaslı çinko takviyeli metalik köpük üretimi

    Production of aluminium based zinc reinforced metal foam by powder metallurgy methods

    ÖZGE CEYLANOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Metalurji MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET TÜRKER

  5. Tez No

    523267

    Metal ve polimer esaslı malzemelerin enjeksiyon kalıplama yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu

    Production and characterisation of metal and polymer based materials by injection moulding method

    FURKAN YENİLMEZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İLVEN MUTLU

Geri Dön