Computer modelling of residual stress & distortion for additively manufactured metal parts
Eklemeli imalat ile üretilmiş metal parçalar için bilgisayar destekli kalıntı gerilim ve çarpılma modellemesi
- Tez No: 775025
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CANER ŞİMŞİR, DR. ÖĞR. ÜYESİ EVREN YASA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
Seçici Lazer Eritme, son yıllarda önemli ölçüde gelişme katetmiş umut vaadeden bir üretim tekniğidir. Prosesin eklemeli doğası ve metal tozlarının seçici olarak ergitilmesi, karmaşık geometrik yapıların minimum malzeme israfı ile üretilmesini sağlar. Ancak, Seçici Lazer Eritme işleminin yapım aşamasında oluşan artık gerilmelerin parça mekanik özellikleri ve çalışma ömrü üzerinde olumsuz etkileri vardır. Artık gerilimlerin varlığı, parça arızasına neden olabilecek çatlak oluşumuna, çarpılmalara neden olabilir ve yorulma dayancını düşürür. Artık gerilimler inşa sonrası ısıl işlemler ile belirli bir ölçüye kadar giderilse de çarpılmalar meydana gelebilir ve müsaade edilen parça toleransları karşılanmayabilir. Bu nedenle, söz konusu problemin zararlı etkilerini azaltmak için artık gerilme ve deformasyon mekanizmalarının güçlü bir şekilde anlaşılması gerekir. Ancak, SLM sürecinin karmaşık multifizik özellikleri, süreç parametrelerini uyarlamayı ve üretim sorunlarının üstesinden gelmeyi zorlaştırır; ayrıca uzun proses süresi ile beraber potansiyel hammadde israfı da deneysel veya deneme yanılma çözüm yaklaşımlarını olanaksız kılmaktadır. Bu noktada sayısal simülasyon teknikleri, artık gerilme ve çarpılma probleminin anlaşılması, tahmin edilmesi ve hafifletilmesi konusunda uygulanabilir bir çalışma yöntemi sunmaktadır. Bu tez çalışmasında 17-4 PH Paslanmaz Çeliğin SLM prosesi ve sonrasındaki ısıl işlemi için artık gerilme ve çarpılmalar için modelleme ve simülasyon yaklaşımları değerlendirilmektedir. Simülasyon sonuçlarının doğrulanması hem CMM hem de kontur artık gerilme ölçüm tekniği ile uygulanmaktadır.
Özet (Çeviri)
Selective Laser Melting is a promising manufacturing technique which has been developed significantly in recent years. Additive nature of the process and selective fusion of metal powders enables manufacturing of complex geometries with minimum material wastege. However, residual stress formation during build stage of Selective Laser Melting process have negative effect on part mechanical properties and service life. Existence of residual stresses may lead to crack formation, part distortion and may reduce fatigue life eventually causing part failure. Although residual stress is released to some extent by post-process heat treatment, distortion occurs and allowable part tolerances may not be satisfied. For this reason, strong understanding of the mechanisms of residual stress and deformation is required in order to mitigate the detrimental effects of problems in question. Hovewer, the complex multiphysics characteristics of SLM process make it difficult to tailor the process parameters and overcome manufacturing issues; besides, long process time of the process and wastege of raw material make the experimental or trial-error solution approaches unfeasible. At this point numerical simulation techniques offer an applicable practice for the understanding, prediction and mitigation of residual stress and distoriton problem. In this study, modelling and simulation apporaches for residual stress and distortions for SLM process as well as subsequent heat treatment of 17-4 PH Stainless Steel are evaluated. Validation of simulation results are practiced with both CMM and contour residual stress measurement technique.
Benzer Tezler
- Toz yatağında katmanlı imalat prosesinin sonlu elemanlarla modellenmesi
Process modeling of powder bed fusion additive manufacturing with finite element method
FATİH YARDIMCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Kaynaklı yapılardaki artık gerilmelerin ve distorsiyonların sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Finite element analysis of residual stresses and distortion in weldments
MUSTAFA ÖMÜR AYDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT VURAL
- Residual strength estimation and imperfection modelling for plastically deformed stiffeners
Plastik şekil değiştirmeye maruz kalmış stifnerlerin mukavemet kapasitesinin ve kalıcı şekil değiştirmelerinin tayini
İSMAİL KAHRAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN TANSEL TAYYAR
- Parçacık takviyeli metal matrisli karma malzemelerde bauschinger etkisinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Finite element method modelling of bacuschinger effect in particulate reinforced metal matrix composites
MURAT ÇETREZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ARAN
- Finite element modelling and measurement of stress evoluation in quenching processes
Su verme işlemlerinde oluşan gerilmelerin sonlu eleman yöntemiyle modellenmesi ve ölçülmesi
CEMİL HAKAN GÜR
Doktora
İngilizce
1995
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF.DR. A. ERMAN TEKKAYA
PROF.DR. TAYFUR ÖZTÜRK
PROF.DR. ŞAKİR BOR