Haddeleme prosesinde malzeme karakteristiğindeki değişimlerin incelenmesi ve modellenmesi

Abstract

Bu çalışma ile soğuk haddeleme prosesinde haddeleme doğrultusuna bağlı olarak değişen mekanik özellikler konusuna bir açıklama getirilmeye çalışılmıştır. Uzun yıllar soğuk haddeleme işlemi tek doğrultuda yapılarak elde edilen levhaların kullanımı esnasında belirli bölgelerde bir takım problemlerle karşılaşılmıştır. Tek yönde yapılan soğuk haddeden çıkan alüminyum levhalar sıvama usulü ile yapılan imalatlarda kalıbın kenar bölgelerinde yırtılarak imalatı olumsuz yönde etkilemektedir. Olayı mikro yapıda inceleyecek olursak tek yöne doğru haddelenmiş levhada malzeme taneleri bir yönelim gösterdiği ve bu sebepten hadde yönüne malzeme mukavemeti artarken hadde yönüne dik doğrultuda azalması beklenmektedir. Bu anizotropik yapı aynı miktar gerilmeye maruz kalan levhalarda farklı tepkiler oluşturmaktadır. Daha açıklayıcı bir tabir ile heterojen mukavemet özelliği malzemeyi yük karşısında heterojen bir cevap vermeye itmiştir. Bu durumda levhanın işlenmesi esnasında bir yöne yüksek mukavemet denk düşerken diğer yöne düşük mukavemet isabet eder. Esas olarak bu tez çalışması deneysel ve modelleme olmak üzere 2 bölümden oluşmaktadır. Deneysel bölümde, tek yönlü ve çift yönlü olarak haddelenmiş alüminyum levhaların tek eksenli çekme gerilemesi etkisi altında davranışı incelenmiştir. Bu kapsamda haddelenmiş levhadan, hadde yönünde (0°), hadde yönüne dik (90°) ve hadde yönü ile 45°'lik açı yapacak şekilde numuneler elde edilerek çekme deneyleri yapılmıştır. İki farklı yöntem ile elde edilen haddelenmiş levhaların yapısının anizotropik olup olmadığı araştırılmıştır. Tezin ikinci bölümünde bu deneysel sonuçlar kullanılarak çekme deneyi sonlu elemanlar yönteminde simüle edilmiştir. Bu sayede sadece elastik bölgedeki davranış değil aynı zamanda plastik bölge de ki davranış da simüle edilmiştir. Tez bu bağlamda 7 temel bölümden oluşmuştur. İlk bölümde haddeleme konusu ele alındı. Haddelemenin tanımı ve çeşitleri ve usulleri konusunda genel bir bilgilendirme ile bu imalat yöntemi tanıtıldı. Diğer bölümde gerilme ve gerinim konusuna kısaca değinildi, yapılan tanımlamalarla birtakım hatırlatmalarda bulunuldu. Sonraki bölümde konuyla ilgili yapılmış diğer çalışmalar anlatıldı. Dördüncü bölümde ise çekme deneyi açıklandı. Beşinci bölümde söz konusu deneysel çalışmalar yapılacak, çıkan sonuçlar hakkında bilgiler verildi. Ayrıca bu bölümde ilgili mühendisliki grafikler çizilip sonuçlar irdelendi. Altıncı bölümde ise yapılan deneye ait modelleme çalışmaları ve sistemin sonlu elemanlar analizi ile çözümü bilgisayar ortamında yapılarak uygunlukları araştırılmıştır. Abaqus analiz programında deney elastik ve plastik olarak simüle edilerek ve model tanımı yapılarak deneysel gerçek eğrisi çizildi. Sonuç kısmında ise yapılan işlemler lenip, çıkan sonuçlar irdelendi.