Modeling of drilling operation for superalloys with finite element method
Süper alaşımlara matkapla delik delme işleminin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi
- Tez No: 665987
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ ZÜMRÜT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Metal kesme işlemlerinin simulasyonunda sonlu elemanlar yöntemi son yıllarda oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Yöntem, karmaşık metal kesme işlemlerinde işparçası ve istenilen çıktı parametreleri özellikleri doğrultusunda uygun kesici takım ve işlem parametrelerinin özellikle zaman ve maliyet bakımından oldukça avantajlı olarak belirlenmesine imkan vermektedir. Bu tezde, yaşlandırılmış Incoloy A286 süper alaşımı ile tavlanmış ve yaşlandırılmış Inconel 718 süper alaşımlarının matkapla delme işlemleri Deform-3D V.11 programı kullanılarak sayısal olarak modellenmiş; ilerleme ve kesme hızlarının itme kuvvetleri ve delme momentleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Delme işlemi simulasyonları, her iki malzeme için de, iki farklı ilerleme hızı ve iki farklı kesme hızı değeri kullanılarak yapılmıştır. Incoloy A286 malzemesinin delinmesi için kullanılan matkap modelleri endüstride mevcut olan 8,38 mm çapında 120° ve 140°'lik uç açılarına ve 28°'lik helis açısına sahip iki farklı matkap ucunun taranması ile oluşturulmuş ve Deform programına aktarılmıştır. Inconel 718 malzemesi için kullanılan matkap modeli ise 5 mm çapında 140°'lik uç açısı ve 30°'lik helis açısına sahip olup Deform programının kendi içinde oluşturulmuştur. Simulasyonlarda, malzeme modeli olarak Johnson-Cook bünye denklemi uygulanmıştır: Incoloy A286 süper alaşımı için literatürde bulunamayan Johnson-Cook akma gerilmesi parametreleri, oda sıcaklığında yapılan çekme ve oda ile yüksek sıcaklıklarda yapılan Split-Hopkinson dinamik bası deneyleri ile belirlenmiş, Inconel 718 için ise literatürden alınmıştır. Elde edilen sayısal sonuçlar literatürdeki sonuçlar ile uyumludur. İtme kuvveti ve delme momenti artan ilerleme hızı ile artmakta, çalışılan kesme hızı aralığındaki artan kesme hızı ile azalmaktadır.
Özet (Çeviri)
Finite element method has been used widely in metal cutting simulations in the last years. This method provides selecting the most advantageous cutting parameters for complex metal cutting operations, in terms of cost and time. In this thesis, drilling operation of aged Incoloy A286 superalloy, annealed and aged Inconel 718 superalloys were modeled numerically using Deform-3D V.11; and the effects of feed rate and cutting speed on thrust force and cutting torque were investigated. Two different feed rates and cutting speeds were used for drilling simulations for each material. In the drilling simulations of Incoloy A286, two twist drills with diameter 8.38 mm, helix angle 28 degree, point angles 120 degree and 140 degree found in the industry were scanned with 3D cameras and modelled again, then imported to the Deform-3D program. The twist drill used in the drilling simulations of Inconel 718 has a diameter of 5 mm, helix angle of 30 degrees and point angle of 140 degrees, which was modelled in the Deform-3D program. In the drilling simulations, Johnson-Cook material model was applied. Flow stress parameters of Incoloy A286, which were not available in the literature, were determined using quasi-static tensile tests at room temperature and Split-Hopkinson dynamic compression tests at room and high temperatures, while the parameters for Inconel 718 were obtained from the literature. The numerical results were agreed with the studies in the literature. The thrust force and torque were increased with the increase of feed rate and decreased with the increase of cutting speed within the studied cutting speed range.
Benzer Tezler
- Torna takımlarında mikro yüzey teksürü uygulamasının kesme kuvvetlerine etkisinin incelenmesi
Investigation of micro surface texture application on turning tools on cutting forces
EMRE AKI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CANAN GAMZE GÜLERYÜZ PARASIZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ TANER KUZU
- Mechanistic modeling of drilling forces and study of residual stresses in drilling of compacted graphite iron
Kompakt grafitli dökme demirde delik delme işleminin mekanistik modellemesi ve kalinti gerilmelerin incelenmesi
KAVEH RAHIMZADEH BERENJI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Sıcak ve soğuk iş takım çeliklerinin farklı delik delme uygulamaları ile delinebilirliğinin araştırılması ve modellenmesi
Modeling and investigation of drillability with different drilling applications of hot and cold work tool steels
İSMAİL TEKAÜT
Doktora
Türkçe
2015
Mühendislik BilimleriKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL DEMİR
- Modeling and control of oil well drilling tower
Petrol kuyu sondaj kulesı modelleme ve kontrolü
AMIR NOBAHAR SADEGHI NAM
Doktora
İngilizce
2020
Mekatronik MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMühendislik Sistemlerinin Modellenmesi ve Tasarımı Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET EFE ÖZBEK
DR. ÖĞR. ÜYESİ KUTLUK BİLGE ARIKAN
- Jeotermal kuyularda sirkülasyonla eşzamanlı sıcaklık dağılım modellenmesi
Temperature distribution modeling in geothermal wellbore during circulation
SEYFULLAH SİNAN ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAYRAM ALİ MERT