Sac metal malzemelere Erichsen deneyinin uygulanması ve sonlu elemanlar yöntemi ile simülasyonu
Application of Erichsen test to sheet metal materials and simulation using finite element method
- Tez No: 923353
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜRKAN İRSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Trakya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Bu tez çalışmasında 1050 serisi alüminyum, 304 çeliği, galvaniz çeliği ve S235JR metalleri üzerine gerçekleştirilen Erichsen deneyi sonuçlarının, sonlu elemanlar metodu temelli numerik analiz çalışması ile doğrulanması üzerine bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Metal malzemelerin çeşitli süreçlerden geçirilerek tasarlanan şekillere getirilmesi için sürece uygun malzeme seçimi kritik bir öneme sahiptir. Metal malzemelerin plastik şekil değiştirme bölgelerini kullanarak istenen tasarımın kalıcı olarak sac metaller üzerinde oluşturulmasında şekillendirilebilirlik kapasitesi metal malzeme için değerlendirilmesi gereken bir özelliktir. Bu çalışmada metal sacların şekillendirilebilirlik değerlerinin ölçülmesi için geliştirilen EN ISO 20482:13 standardı ile tanımlanan Erichsen Deneyi 1 mm. kalınlığında 4 farklı metal malzeme üzerine her numune üzerinden 3 farklı deney sonucu alınarak gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen deneyler sonucunda 1050 alüminyum malzeme numunesi için ölçülen ortalama Erichsen deneyi sonucu 8,3 mm olarak gerçekleşmiştir. Galvaniz çeliği için gerçekleştirilen deney sonuçlarında ortalama Erichsen deneyi sonucu 11,5 mm olarak gerçekleşmiştir. S235JR malzeme numunesi için gerçekleştirilen Erichsen deneyi ortalama sonucu sonucu 9,2 mm olarak gerçekleşmiştir. 304 çeliği için gerçekleştirilen test sonucunda i-alınan iki Erichsen deneyi sonucuna göre 12,6 mm ve 12,7 mm değerleri alınmış falan iki değer noktasında da malzeme üzerinde çatlak oluşmadığı ve deney cihazının zımba hızının en yüksek değerine ulaştığı için deformasyona devam edemeyen test cihazından 304 çeliği için kullanılabilir bir Erichsen deney sonucu elde edilmemiştir. Bu tez çalışmasında sonlu elemanlar metodu temelli eksplisit çözüm yöntemi kullanılan bir analiz programı desteği ile Erichsen testi analiz programı üzerinden modellenmiştir. Elde edilen sonuçlar Erichsen deneyinden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Analiz programında malzeme özellikleri girdisi olarak ilgili malzemeler için literatürden bulunan çekme testi sonuçları ile belirlenen özellikler tanımlanmıştır. Tez çalışması Erichsen deneyi gibi yüksek deformasyon miktarı içeren doğrusal olmayan bir sürecin, bir analiz programı aracılığı ile çekme testlerinden elde edilebilen temel malzeme özellikleri kullanılarak deney sonuçlarının hesaplanabileceğini öngörmektedir. Erichsen deneyinden çıkacak sonuçların analiz çalışmasında malzemenin kritik akma gerilmesi noktasında çatlamanın oluşacağı varsayılarak kritik akma gerilmesinin oluştuğu noktadaki deformasyonun Erichsen deneyi sonucunu doğrulayabileceği varsayımından yola çıkarak sonuca ulaşmayı hedeflemiştir. Analiz çalışması sonucunda Erichsen deneyi sonucu ortalama 8,3 mm olan 1050 alüminyum malzemenin tahmini çatlak oluşum değeri % 10,8 sapma ile 9,2 mm bulunmuştur. S235JR için gerçekleşen Erichsen deneyi sonucu 9,2 mm olurken analiz sonucunda % 6,5 sapma ile 9,8 mm sonucuna ulaşılmıştır. Galvaniz çelik için Erichsen testinde okunan 11,5 mm değerine karşılık analiz sonucunda % 5,2 sapma ile 12,1 mm olarak hesaplanmıştır. Bu yöntem ile karşılaştırılan sonuçlar sonlu elemanlar yönteminin kullanılması ile tasarım sürecinde malzeme seçimi sürecinde ihtiyaç duyulan testlerin muhtemel sonuçlarının bilgisayar destekli analiz programları ile hesaplanabildiğini ispatlayarak, maliyet anlamında süreçler için bu yöntemin potansiyelini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, a study was carried out on the verification of the Erichsen test results performed on 1050 series aluminum, 304 steel, galvanized steel and S235JR steel metals with a numerical analysis study based on the finite element method. Choosing the appropriate material for the process is of critical importance in order to bring metal materials into the designed shapes by passing them through various processes. Formability capacity is a feature that should be evaluated for metal materials in creating the desired design permanently on sheet metals by using the plastic deformation regions of metal materials. In this study, the Erichsen Test defined by the EN ISO 20482:13 standard developed to measure the formability values of metal sheets is 1mm. It was carried out on 4 different metal materials and 3 different test results were obtained from each sample. As a result of the experiments carried out, the average Erichsen test result measured for 1050 aluminum material samples was 8,3 mm was realized as. In the test results carried out for galvanized steel, the average Erichsen test result is 11,5 mm was realized as. The average result of the Erichsen test conducted for the S235JR material sample is 9,2 mm was realized as. As a result of the test carried out for 304 steel, according to the results of two Erichsen tests, 12,6 mm and 12,7 mm. No usable Erichsen test results were obtained for 304 steel from the test device, which could not continue deformation because no cracks occurred on the material at two value points and the punch displacement of the test device reached its highest value. In this thesis study, the Erichsen test was modeled through the analysis program with the support of an analysis program using the finite element method-based explicity solution method. The results obtained were compared with the results obtained from the Erichsen experiment. The properties determined by the tensile test results found in the literature for the relevant materials were defined as material properties input in the analysis program. The thesis predicts that the test results of a non-linear process involving a high amount of deformation, such as the Erichsen experiment, can be calculated using the basic material properties obtained from tensile tests through an analysis program. In the analysis study of the results of the Erichsen test, it was aimed to reach the conclusion based on the assumption that cracking will occur at the critical yield stress point of the material and that the deformation at the point where the critical yield stress occurs can confirm the result of the Erichsen test. As a result of the analysis study, the average Erichsen test result was 8,3 mm. The estimated crack formation value of 1050 aluminum material is 9,2 mm with a deviation of % 10,8 has been found. The Erichsen test result for S235JR is 9,2 mm. As a result of the analysis, a result of 9,8 was reached with a deviation of % 6,5. 11,5 mm reading in Erichsen test for galvanized steel. As a result of the analysis, the value is 12,1 mm with a deviation of % 5,2. It was calculated as . The results compared with this method showed the potential of this method for processes in terms of cost by proving that the possible results of the tests needed in the material selection process in the design process can be calculated with computer-aided analysis programs by using the finite element method.
Benzer Tezler
- Alaşımsız düşük karbonlu yassı mamüllerin elektrokimyasal olarak borlanması ve borlama işleminin mekanik özelliklere etkisi
Evaluation of mechanical behavior of borided low carbon full hard steel sheet
ASLI SU BORA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR
- Soğuk haddelenmiş düşük karbonlu çelik saçların şekillendirilebilirlik özelliği ve mekanik karakteristikleri
The Formability properties and mechanical charactersitics of cold rolled low-carbon steel sheet
CEMİL GÜNHAN ERHUY
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET EMİN YURCİ
- Şişe kapağı üretiminde kullanılan 8011 alüminyum alaşımının üretim süreci parametrelerinin mekanik özelliklere etkisi
Başlık çevirisi yok
ÖMER MURAT ACARŞEKİ
- Alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerde küreselleştirme ısıl işleminin optimizasyonu ve hassas kesme işlemine etkisi
Optimization of spheroidizing heat treatment in unalloyed and low alloyed steels and its effect on fine blanking process
AKIN KÜTMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN