Finite element modeling of machining particle reinforced aluminum metal matrix composites
Partikül takviyeli alüminyum metal matris kompozit malzemelerin talaşlı işlenmesinin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi
- Tez No: 540313
- Danışmanlar: PROF. DR. SADIK ENGİN KILIÇ, DR. ÖĞR. ÜYESİ Samad Nadimi Bavil Oliaei
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Atılım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Metal matris kompozitleri (MMC'ler) otomotiv, havacılık ve nükleer santraller gibi birçok teknik alanda önemli malzemeler haline gelmiştir. Bu uygulamaların çoğunda, nihai ürünün istenen özelliklerine ulaşmak için talaşlı işleme süreçleri gereklidir. Bu nedenle, MMC'lerin talaşlı işlemesini incelemek ve işleme operasyonları sırasında davranışlarını anlamak için süreç modellerini geliştirmek önemlidir. Proses modellerine dayanarak, belirli MMC'lerin kesme koşullarını optimize ederek talaşlı işleme kalitesi ve maliyeti iyileştirilebilir. Bu hedefe doğru bir adım olarak, partikül takviyeli alüminyum metal matris kompozitlerinin (p-Al MMC'ler) talaşlı işlenmesini incelemek için sonlu eleman modellemesi (FEM) kullanılır. Seçilen matris malzemesi,% 20'lik bir hacim fraksiyonu ile 20 μm çapa sahip silikon karbür (SiC) parçacıkları ile güçlendirililmiş alüminyum alaşımı A359'dur. P-Al-MMC'nin ortogonal kesimi üç farklı yaklaşımla incelenmiştir. Birinci yaklaşımda, eşdeğer bir homojen malzeme modeli (EHM) uygulanmaya çalışılırken, ikinci ve üçüncü yaklaşımlarda p-AlMMC, iki fazlı bir heterojen malzeme olarak modellenmiştir. İkinci ve üçüncü yaklaşımlar sırasıyla donatı parçacıklarının periyodik karesi ve periyodik altıgen dağılımlarına dayanmaktadır. Matris / kesici takım, matris / takviye ve takviye/kesme aleti arasındaki etkileşim göz önüne alınmıştır. FE simülasyonlarının sonuçları literatürdeki deneysel veriler ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, yüksek gerilme oranı testleri kullanılarak kalibre edilen EHM modellerinin kesme kuvvetlerinde iyi tahminler veremeyebileceğini ve talaşlı işleme simülasyonları için yeniden kalibre edilmesi gerektiğini ortaya çıkarmıştır. Sonuçlar ayrıca, p-MMC'lerin heterojen bir materyal olarak modellenmesiyle, kesme kuvveti tahminlerinin doğruluğunun önemli ölçüde geliştirilebileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Metal matrix composites (MMCs) have become key materials in many technical fields, including automotive, aerospace and nuclear power plants. In most of these applications, machining processes are required to achieve the desired characteristics of the final product. Therefore, it is important to study the machining of MMCs and develop process models to understand their behavior during machining operations. Based on process models, machining quality and cost can be improved by optimizing the cutting conditions for specific MMCs. As a step towards this goal, finite element modeling (FEM) is used to study the machining of particulate aluminum metal matrix composites (p-Al-MMCs). The selected matrix material was aluminum alloy A359 reinforced with silicon carbide (SiC) particles having a diameter of 20 μm with a volume fraction of 20%. Orthogonal cutting of p-Al-MMC has been studied by three different approaches. In the first approach attempt has been made to implement an equivalent homogeneous material model (EHM), while in the second and third approaches p-Al-MMC is modeled as a two-phase heterogeneous material. The second and third approaches rely on periodic square and periodic hexagonal distributions of reinforcement particles, respectively. The interaction between matrix/cutting tool, matrix/reinforcement and reinforcement/ cutting tool has been considered. The results of FE simulations are compared with the experimental data available in the literature. The results revealed that, EHM models calibrated using high strain rate tests may not be able to give good predictions of cutting forces and they should be re-calibrated for machining simulations. The results also revealed that, by modeling p-MMCs as a heterogeneous material the accuracy of cutting force predictions can be improved significantly.
Benzer Tezler
- Balistik çarpmaya maruz kalan seramik ve kompozit yapıların sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak modellenmesi ve tasarım eniyilemesi
Finite element modeling and design optimization of ceramic and composite structures under ballistic impact
DENİZ ÇELİKBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM ACAR
- Modeling and fabrication of silicon micro-grooved heat pipes
Silikon mikro-oluklu ısı borusunun modellenmesi ve üretimi
SERDAR TAZE
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BARBAROS ÇETİN
PROF. DR. ZAFER DURSUNKAYA
- Heat assisted machining of superalloys
Başlık çevirisi yok
TALHA MUNIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ARMİN TÜRKSOY
- Theoretical and experimental study of the effect of input parameters including pulse current and pulse duration on the machining characteristics and haz features in edming of h13 tool steel using copper electrode
Bakır elektrot kullanılarak h13 takım çeliğinin erozyon işlemesinde darbe akımı ve darbe süresi dahil girdi parametrelerinin işleme karakteristikleri ve haz özelliklerine etkisinin teorik ve deneysel çalışması
MIRSADEGH SEYEDZAVVAR
Yüksek Lisans
Farsça
2010
Makine MühendisliğiUniversity of TabrizKonstrüksiyon ve İmalat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MOHAMMADREZA SHABGARD
- Üç boyutlu ardışık simulasyon yöntemi ile kaynak işlemi sonrası meydana gelen kalıntı gerilmelerin talaşlı imalat işlemi ile değişiminin belirlenmesi ve deneysel yöntem ile karşılaştırılması
Determination of the change of residual stresses that occur after welding and machining process with the three-dimensional sequential simulation method and comparison with the experimental method
IŞIK ÇETİNTAV
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiTrakya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ ÇAN
PROF. DR. NİHAT AKKUŞ