Investigation of plastic deformation and residual stresses occurred after deep rolling process on aluminum 6082 alloy using finite element analysis
Derin ovalama işlemi sonrasında 6082 alüminyum alaşımı üzerinde oluşan plastik deformasyon ve artık gerilmelerin sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
- Tez No: 589120
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MEHMET OKAN GÖRTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Bu çalışmanın amacı, farklı geometrilere sahip örneklerde derin ovalama işleminden hemen sonra meydana gelen artık gerilmelerin sonlu elemanlar analizi metodunu kullanarak, gerilmelerin yöne bağımlılığını araştırmaktır. Dinamik yüklemeye maruz kalan parçalarda, yorulma dayanımını arttırmanın en etkili yollarından biri, parça yüzeyinde ve belirli bir derinlikte baskısal artık gerilmelerin oluşturulmasıdır. Derin ovalama, baskısal artık gerilmelerin oluşturulmasında en etkili yöntemdir. Bu işlem sırasında, parçaların yüzeyinde bir hidrolik küre veya silindir vasıtasıyla bölgesel plastik deformasyon oluşturulur. Derin ovalamanın asıl amacı, parçanın geometrisini değiştirmek değil, yalnızca yüzeyde plastik deformasyon oluşturarak malzemenin mekanik özelliklerini geliştirmektir. Bu araştırma sırasında, süspansiyon parçalarının imalatında sıkça kullanılan alüminyum alaşımı EN AW-6082 (AlSi1MgMn) incelenecektir. Bu inceleme sırasında farklı örnekler üretilmiştir. İlk olarak; alüminyum örnekler T4 ve T6 olarak ısıl işleme tabi tutulmuştur. T4 ve T6 ısıl işlemi görmüş örneklerin ikisinin de hazırlanmasına ragmen; T6 ısıl işlem görmüş malzemeler endüstriyel yorulma uygulamalarında en sık kullanılan malzeme olması nedeniyle bu araştırmada sadece T6 kullanılmıştır. İkinci olarak; T6 ısıl işlem görmüş örnekler, malzemenin akış eğrisini elde etmek için çekme testine tabi tutulmuştur. Çekme testi sırasında; örnek DIN 50125 çekme testi standardlarına göre tasarlanmıştır. Malzemenin akma ve çekme dayanımı çekme testi ile belirlenmiştir. Ek olarak; yakın tarihli çalışmalarda, prizmatik parçalarda derin ovalama sonrasında malzemenin enlemsel yönündeki baskısal artık gerilmelerin, derin ovalama doğrultusundaki baskısal artık gerilmelerden iki kat daha yüksek olduğu gösterilmiştir. Ancak, silindirik parçaların (Ø8 mm, Ø14 mm) hem boylamsal hem de enlemsel yönlerinde artık gerilmeler incelenmemiştir. Bu nedenlerden dolayı, artık gerilmelerin bu örnekler üzerindeki yönsel bağımlılığını araştırmak için farklı geometri örnekleri (prizmatik, silindirik) modellenmiştir. Ayrıca, artık gerilmelerin dağılımı, üç farklı ilerleme parametresine (0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm) göre incelenmiştir. Sonuç olarak; bu örneklerdeki artık gerilme dağılımının sonuçları birbirleriyle karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
The purpose of this study is to investigate the directional dependency of residual stresses on different sample geometries occurred just after deep rolling using finite element analysis (FEA). One of the most effective way to increase the fatigue strength in the parts subjected to dynamic loading is to create compressive residual stresses on the part surface and at a certain depth of the material. Deep rolling is the most effective process in terms of ability to produce compressive residual stresses. During this process, a local plastic deformation is generated on the surface of the parts by means of a hydraulic sphere or cylinder. The main purpose of deep rolling is not to change the geometry of the workpiece but to improve the mechanical properties of the material by plastic deformation of the surface only. During this investigation, aluminum alloy EN AW-6082 (AlSi1MgMn), which is frequently used in the manufacturing of suspension parts, will be examined. During this examination, different specimens were manufactured. Firstly; the aluminum samples were heat treated as T4 and T6. Despite T4 and T6 heat treated samples were prepared, only T6 was used for investigations, due to the fact that T6 is the commonly used material in the industrial fatigue applications. Secondly; T6 heat treated samples were subjected to tensile test to obtain flow curve of the material. During the tensile test; material was designed according to the tensile test standards of DIN 50125. Ultimate tensile and yield stress of the material were determined by tensile test. Additionally, in the recent studies showed that the compressive residual stresses in transverse direction are twice as high as in rolling direction on prismatic samples after deep rolling. However, residual stresses were not examined on both the tangential and longitudinal directions of cylindrical parts (Ø8 mm, Ø14 mm). Due to these reasons, it is aimed to model different sample geometries (prismatic, cylindrical) to investigate directional dependency of residual stresses on these samples. Also, distribution of residual stresses was examined with respect to three different feed parameters (0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm). Subsequently, the results of residual stress distribution in these samples were compared with each others.
Benzer Tezler
- Further development and precision of an existing FE-model of nanoscratch test for investigation on deformation behavior of PVD nitride hard coatings
Başlık çevirisi yok
MEHMET TAHA TURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Metalurji MühendisliğiRheinisch-Westfälische Technische Hochschule AachenPROF. DR. GERHARD HİRT
PROF. DR. KİRSTEN BOBZİN
- Nitrasyon parametrelerinin sıcak iş takım çeliği darbeli kayma aşınma davranışına etkisi
The effect of nitration parameters on hot work tool steels impact sliding wear behaviour
BELDA AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Çift fazlı çeliklerin deformasyon davranışı
Deformation behavior of dual-phase steels
HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Parçacık takviyeli karma malzemelerdeki artık gerilmelerin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
The finite elements analysis of the thermal residual stresses in the particulate reinforced metal matrix composites
ALİ CANSUN
- Yaprak yay yapımında kullanılan 35 Cr4 çeliğinin fretting yorulma davranışının araştırılması
Başlık çevirisi yok
AHMET HASÇALIK
Doktora
Türkçe
1998
Eğitim ve ÖğretimFırat ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA AKSOY