Ductile failure analysis during backward flow forming processes
Geri yönlü akıtarak sıvama süreçlerinde sünek kırılma analizi
- Tez No: 900661
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TUNCAY YALÇINKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elastoplastik analiz, Metal şekillendirme, Elastoplastic analysis, Metal forming
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Akıtarak sıvama, aynı zamanda boru döndürme olarak da bilinen, ince duvarlı, yüksek hassasiyetli silindirik bileşenler üretmek için kullanılan gelişmiş bir metal şekillendirme işlemidir. Bu işlem, özel olarak tasarlanmış merdaneler ve bir mandrel kullanarak malzemeyi kademeli olarak inceltmeyi içerir ve yüksek boyutsal doğruluk ve yapısal bütünlük sağlar. Bu süreçte yer alan karmaşık gerilme durumları ve önemli plastik deformasyonlar nedeniyle, doğru şekillendirme sınırlarının tahmin edilmesi, üretim sürecini optimize etmek ve kusurlardan kaçınmak için kritik öneme sahiptir. Bu çalışma, IN718 ve Al2024-O malzemelerine odaklanarak, akıtarak sıvama sürecinde şekillendirme sınırlarını ve kırılma yerlerini tahmin etmeyi ve süreç parametrelerinin kırılma üzerindeki etkilerini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Bu malzemelerin plastik davranışı, çeşitli sertleşme kurallarıyla birlikte von Mises ve Bai-Wierzbicki akma fonksiyonları kullanılarak modellenmiştir. Çalışma, farklı stres durumu değerlerine sahip numuneler üzerinde yapılan çekme testleri ile kalibre edilen, kırılma yerlerini ve şekillendirme sınırlarını tahmin etmede tek ve çok parametreli bağımsız hasar modellerini değerlendirmektedir. Çekme testleri ve akıtarak sıvama süreçleri, sırasıyla adyabatik ısıtma ve yer değiştirme-sıcaklık bağlı sonlu elemanlar simülasyonları kullanılarak ABAQUS/Explicit yazılımında modellenmiştir. Modellerin uygulanması için VUHARD, VUMAT ve VUSDFLD gibi alt programlar kullanılmıştır. Her modelin doğruluğu, çeşitli kalınlık azaltma oranlarındaki deneysel denemelerle karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Besleme hızı, devir hızı, azaltma oranı ve eksenel-radial offset gibi kritik süreç parametreleri, hasar üzerindeki etkilerini değerlendirmek için incelenmiştir. Yapılan deneysel verileri geniş kapsamlı sayısal simülasyonlarla birleştirerek, bu araştırma, akıtarak sıvamada sünek kırılma için daha doğru ve verimli tahmin etmede katkıda bulunmakta olup, otomotiv, havacılık ve savunma sanayilerinde üretim uygulamalarını iyileştirme potansiyeli sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Flow forming, also known as tube spinning, is an advanced metal forming process that produces thin-walled, high-precision cylindrical components. This process involves incrementally thinning the material using specially designed rollers and a mandrel, ensuring high dimensional accuracy and structural integrity. Due to the complex stress states and significant plastic deformation, accurate forming limit predictions are crucial to optimize the manufacturing process and avoid defects. This study aims to predict forming limits and fracture locations and assess the effects of process parameters on fracture in the flow forming process, focusing on IN718 and Al2024-O materials. The plastic behavior of these materials is modeled using von Mises and Bai-Wierzbicki yield functions with various hardening rules. The study evaluates single and multi-parameter uncoupled damage models in predicting fracture locations and formability limits, calibrated through tensile tests on specimens with different stress-state values. Tensile tests and flow forming processes are modeled with adiabatic heating and displacement-temperature coupled finite element simulations using ABAQUS/Explicit software, respectively. Subroutines such as VUHARD, VUMAT, and VUSDFLD are used to implement the models. The accuracy of each model is assessed by comparing flow forming simulations with experimental trials at various thickness reduction ratios. Critical process parameters like feed rate, revolution speed, reduction ratio, and axial-radial offset are examined to evaluate their effects on failure. By combining experimental data with extensive numerical simulations, this research enhances the accurate prediction of ductile fracture in flow forming, potentially improving manufacturing practices in the automotive, aerospace, and defense industries.
Benzer Tezler
- MAG kaynak yönteminde dış manyetik alanların kaynak dikiş formuna ve ITAB'a etkisi
The Effect of external magnetic fields an weld bead form and heat affected zone in MAG welding process
İZZET TÜRKOCAĞI
- Kolonları çekme kırılması gösteren sünek olmayan betonarme çerçevelerin dış perde duvar ile güçlendirilmesi
Strengthening non-ductile reinforced concrete frames by columns failure in tension by appending external shear wall
MUSA HAKAN ARSLAN
Doktora
Türkçe
2007
Deprem MühendisliğiSelçuk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. YAŞAR KALTAKCI
- Uçak bakımında hasar analizi uygulamaları
Failure analysis applications in aircraft maintenance
ARİF NAİL YÜCEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Uçak MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiUçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER ULUDAĞ
- Termal analiz yöntemiyle küresel grafitli dökme demirlerin kalitesinin belirlenmesi
The Definition of the quality of ductile iron with the thermal analysis method
MEHMET AYPEK
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERİDUN DİKEÇ
- Çeşitli sünek kırılma modellerinin yüksek sıcaklıklardaki davranışlarının incelenmesi
Investigation of behaviour of severeal ductile fracture models in high temperature
HAKKI IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN