Analysis of metal forming by using isogeometric elements
Metal şekillendirme işlemlerinin izogeometrik elemanlar kullanılarak analizi
- Tez No: 517725
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK DARENDELİLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 180
Özet
Bu tezde, parçaların şekillendirme sürecindeki davranışlarını incelemek amacıyla, NURBS tabanlı fonksiyonların kullanımına dayanan izogeometrik analiz (IGA) yöntemi kullanılmıştır. Düzenli olmayan rasyonel tabanlı eğri, NURBS, her türlü eğrileri, yüzeyleri ve 3 boyutlu şekilleri tanımlamak amacıyla kullanılan bir matematiksel modeldir ve karmaşık geometrilerin modellenmesini mümkün kılan esnek yapısı sayesinde bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılım paketlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. İzogeometrik analiz yöntemi, analiz ve tasarım aşamaları için aynı temel fonksiyonların kullanılması fikri ile ortaya çıkmıştır ve bu aşamalar arasında gerekli olan geometri dönüşümleri sırasında kaybedilen zamanı ortadan kaldırmayı hedeflemektedir. NURBS tabanlı fonksiyonlar, polinom tabanlı sonlu elemanlar yönteminin fonksiyonlarına göre daha yüksek süreklilik ve tam doğru geometri sağlayabildikleri için analiz ve tasarım süreçleri için ortak temel fonksiyon olarak belirlenmiştir. Ayrıca, NURBS'ün tekrarlamalı doğası nedeniyle, hesaplama prosedürü için daha genel ve sağlam algoritmalar geliştirilebilir. Bu çalışmada izogeometrik analiz yöntemi Matlab programı yardımı ile geliştirilen kodlar kullanılarak doğrusal elastisite problemlerine uygulanmış ve yöntemin doğruluğu test edilmiştir. Yöntem daha sonra LS-DYNA analiz yazılımı kullanılarak tek yönlü sac çekme, v-büküm ve kare şeklindeki sacları derin çekme işlemleri gibi plastisite problemlerine uygulanmıştır. Aynı analizler Abaqus analiz yazılımı yardımı ile klasik sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak da gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre izogeometrik analiz yönteminin doğruluk ve hesaplama verimliliği sonlu elemanlar yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Sonuçta, izogeometrik analiz yöntemi sonlu elemanlar analizine göre daha kısa analiz süreleri kullanarak daha doğru sonuçlar sağlaması nedeniyle avantajlı görülmüş, doğrusal elastisite ve metal şekillendirme işlemlerinin analizi için uygun bir teknik olarak değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a new numerical analysis method named as isogeometric analysis (IGA), based on usage of non-uniform rational basis spline (NURBS) basis functions is studied in order to examine the behavior of parts in the forming processes. NURBS is a mathematical modeling method used for representing any kind of curves, surfaces and 3-D shapes and it is widely used in computer aided design (CAD) software packages since its favorable and flexible nature makes modelling of complex geometries possible. Isogeometric analysis has emerged with the idea of using same basis functions for both analysis and design stages and it aims to eliminate time consumption during required geometry transformation between these stages. NURBS basis functions have been chosen as common basis function because they enable higher continuity and exact geometry contrary to polynomial based finite element method basis functions. Moreover, due to the recursive nature of NURBS, more general and robust algorithms can be developed for computation procedure. In this study, Matlab codes have been developed to use IGA technique in several linear elasticity problems. Thereafter, isogeometric analysis has been used for plasticity problems; uniaxial loading of a sheet, v-die bending and square deep drawing by using LS-DYNA analysis software. Same analyses were also run by using classical finite element method with utilizing another commercial analysis software Abaqus. According to obtained results, accuracy and computational efficiency of IGA have been compared with FEA. At the end, isogeometric analysis was evaluated as a suitable technique for analysis of linear elasticity problems and metal forming processes because it gives more accurate results in shorter time compared to finite element analysis.
Benzer Tezler
- Kompozit kiriş bileşenlerinin gerilme analizi
Stress analysis of composite beam components
LOKMAN IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENOL ATAOĞLU
- Progresif kalıpla derin çekme süreçlerinin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi ve optimizasyonu
Finite element analysis and optimization of deep drawing processes using progressive die
UFUK DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ
- Eğri profilli kalıplarla dikdörtgen kesitli bloklardan dikdörtgen kesitli ürünlerin ekstrüzyonunun üst sınır yöntemi ile analizi
Upper bound analysis of extrusion of rectangular sections from rectangular billets by using profiled dies
OKTAY USTA
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiTrakya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YILMAZ ÇAN
- Soğuk ve sıcak haddelemede akış fonksiyonları (dual stream functions) kullanarak teorik ve deneysel analizler
Theoretical and experimental analysis using the dual stream functions in cold and hot rolling processes
SİNAN SEZEK
Doktora
Türkçe
2005
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BÜNYAMİN AKSAKAL
