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: Belirtilmemiş.
- 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: 182
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
- 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
- Resilient design of CLT buildings against fire and earthquake
Çok katlı CLT binaların yangın ve depreme karşı direnç esaslı tasarımı
ÖMER ASIM ŞİŞMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER TUĞRUL TURAN
PROF. DR. ARIO CECCOTTI
- A numerical study on the impact behavior of thermoplastic plates
Termoplastik levhaların darbe davranışının nümerik olarak incelenmesi
FEHMİ MULLAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
- Perde-çerçeve betonarme sistemlerde deprem etkisi altında doğrusal olmayan davranışın incelenmesi
Nonlinear behavior of reinforced concrete dual structural systems subjected to earthquake excitation
MEHMET BURAK YILMAZ
Doktora
Türkçe
2014
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKAİ CELEP