A hybrid model to analyze stress distributions at the tool and workpiece interface during drilling of thick CFRP laminates
Kalın CFRP laminatların delinmesi esnasında takım ve parça arayüzündeki gerilim dağılımlarının analiz edilebilmesi için hibrit bir model
- Tez No: 898603
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YİĞİT KARPAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Delme, benzersiz ve istenen malzeme özelliklerinden ödün vermeden fonksiyonel CFRP yapılarının üretilmesine yönelik talepleri karşılamak için bir işleme yöntemi olarak kullanılır. Sıcaklığa bağlı özellikleri ve matkaptan kaynaklanan hasarlar nedeniyle CFRP'yi delmek iddialı bir görev olmaya devam ediyor. Bu çalışma, sondaj işlemi sırasında üretilen karakteristik zaman noktası bazlı itme kuvveti ve torku tahmin etmek için sonlu eleman bazlı termal modelle birleştirilmiş analitik bir sondaj modeli önermektedir. Proses parametrelerinin daha iyi seçilmesi için sondaj kesme kenarı boyunca basınç ve teğetsel gerilim dağılımının daha iyi anlasılması gerekir. Delik duvar kalitesini doğrudan etkileyen matkap marjı bölgesi de analize dahil edilmiştir. Beş farklı ilerleme ve iş mili hızı konfigürasyonu için itme kuvvetini, torku ve sıcaklığı öl¸cmek amacıyla delme deneyleri yapıldı. İs parçasi FE modeli, Gaussian dağıtılmış halka tipi ısı akısı kullanır ve alet, matkabın CFRP laminat boyunca ilerleyi¸sini taklit etmek için ısı akısı olarak karakteristik zaman noktası tabanlı adım fonksiyonlarını kullanır. Sonlu eleman tabanlı termal modeller, delme işlemi sırasındaki ısı dağılımını değerlendirmek ve sırasıyla matkap ucu ve delik duvarı yüzeyindeki sonraki sıcaklık profillerini tahmin etmek için dikkate alınmıştır. Hibrit analitik ve hesaplamalı model, matkabın ucundaki tepe basınç ve teğetsel gerilim dağılımlarının değişimini analiz etmek ve ayrıca itme kuvveti, tork ve sıcaklığın deneysel ölçümlerine ve malzemenin incelenmesine dayalı CFRP'nin termomekanik tepkisini analiz etmek için kullanılmıştır. Çeşitli delme konfigürasyonları için deliklerin durumu.
Özet (Çeviri)
Drilling is employed as a machining method to meet the demands for producing functional CFRP structures without compromising their unique and desirable material properties. Because of its temperature-dependent properties and drill-induced damages, drilling CFRP remains an ambitious task. This study proposes an analytical drilling model coupled with a finite element-based thermal model to predict the characteristic time point-based thrust force and torque generated during the drilling operation. A better understanding of pressure and tangential stress distribution along the drilling cutting edge is necessary to select process parameters better. The drill margin region, which directly affects the hole wall quality, has also been included in the analysis. Drilling experiments were conducted to measure thrust force, torque, and temperature for five different configurations of feeds and spindle speeds. The workpiece FE model utilizes a Gaussian distributed ring-type heat flux, and the tool uses characteristic time point-based step functions as heat fluxes to emulate the drill's progress through the CFRP laminate. The finite element-based thermal models have been considered to evaluate the heat partition during the drilling operation and estimate the subsequent temperature profiles on the drill tip and hole wall surface, respectively. The hybrid analytical and computational model has been used to analyze the variation of peak pressure and tangential stress distributions on the tip of the drill as well as the thermomechanical response of CFRP based on experimental measurements of thrust force, torque, and temperature and investigation of the condition of the holes for various drilling configurations.
Benzer Tezler
- Kompakt grafitli dökme demirde frezeleme işlemi sonrası kalıntı gerilmelerin incelenmesi ve kesme parametreleri için süreç optimizasyonu
Investigation of residual stresses induced by milling in compacted graphite iron and process optimization for cutting parameters
MEHMET EMRE KARA
Doktora
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Zemin mühendisliğinde gerilme şekil değiştirme davranışının sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Stress-strain analysis by finite element method in geotechnical engineering
ELİF YILMAZ
- CAD/CAM sistemi ile üretilen hibrit abutment destekli anterior restorasyonda kemik rezorpsiyon riskinin ve stres dağılımının sonlu elamanlar analizi ile incelenmesi
Investigation of bone resorption risk and stress distribution in hybrid abutment supported anterior restoration produced with CAD/CAM system by finite element analysis
CİHAN AKDOĞAN
Doktora
Türkçe
2024
Diş HekimliğiAtatürk ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE ÖZDEMİR
- Çok disiplinli yaklaşımla katı yakıtlı roket motoru yapısal dayanım ve iç balistik performans optimizasyonu
A multidisciplinary approach in optimization of a solid rocket motor for structural strength and internal ballistic performance
CEYHUN TOLA
Doktora
Türkçe
2017
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- 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