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
- Pik demiri ve karbon çeliğinin sulu çözeltiler içindeki korozyon hızının tayini
Determination of the rate of corrosion of the cast iran and carbon steel in the aqueous solutions
EMİNE NAZAN ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAYRİ YALÇIN
- Merkezsel ve dışmerkezsel çapraz elemanlı çerçeve yapıların statik ve deprem yüküne göre optimum tasarımı
Optimum desing of concentrically and eccentrically braced frames under static and earthquake loading
F.GÜLTEN GÜLAY
- HI, HII, 17 Mn 4 ve 19 Mn 5 kazan çeliklerinin kaynağında ITAB'nin tokluğuna ısı girdisinin ve gerilme giderme tavlamasının etkileri
The Effects of heat input and stress-relief tempering on the toughness of the HAZ in the welding of type HI, HII, 17 Mn 4 and 19 Mn 5
ADNAN DİKİCİOĞLU
- Alaşımsız dual fazlı çeliklerin mekanik ve nokta kaynağı özellikleri
Başlık çevirisi yok
A.İRFAN YÜKLER