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: Belirtilmemiş.
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
- Değişken yükleme durumunda şekillendirme sınır diyagramlarının elde edilmesi
Determination of forming limit diagrams for pulsating loading
GÜRKAN ATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN SELÇUK HALKACI
- Analysis of the influence of non-machining process parameters on product quality by experimental design and statistical analysis
Üretim ekipmanı harici proses parametrelerinin ürün kalitesi üzerindeki etkilerinin deney tasarımı ve istatistiksel yöntemlerle analizi
SAYGIN YURTSEVEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER SAATÇİOĞLU
- Ekstra derin çekme çeliğinin şekillendirebilirliğinin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Analysis of the formability of extra deep drawing steel by the finite element method
MUHAMMED ALİ ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEDRİ ONUR KÜÇÜKYILDIRIM
- Formability analysis of 3105 aluminium composite panels by means of the multi-point forming process
3105 alüminyum kompozit panellerin çok noktalı şekillendirme yöntemi ile şekillenebilirlik analizi
SADAM HAMIS WAPANDE
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiTürk-Alman ÜniversitesiMakine ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÇAĞATAY ELİBOL
- Analysis of deep drawing process by using hypo- and hyperelastic based plasticity models
Derin çekme işleminin hipo- ve hiperelastik temelli plastisite modelleri kullanılarak analizi
İLKE BARIŞ CANBAKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK DARENDELİLER