Değişken yükleme durumunda şekillendirme sınır diyagramlarının elde edilmesi

Abstract

Sac şekillendirme işlemlerinde, şekillendirilen parçalarda herhangi bir kusur oluşmadan istenilen geometriyi elde etmek için proses parametrelerini deneme yanılma yolu ile bulmak oldukça zor ve pahalı bir yöntemdir, hatta bazı durumlarda mümkün değildir. Bu nedenle proses tasarımı ve parametreleri genellikle sonlu elemanlar yöntemi ile tahmin edilir. Bu analizlerin yapılmasında ilk adım üretilecek parçanın malzeme parametrelerinin tespitidir. Bu parametrelerin en önemlileri çekme testinden elde edilen akma eğrisi ve düzlem dışı şekillendirme testlerinden olan Nakajima testinden elde edilen şekillendirme sınır eğrileridir (ŞŞE). Günümüz teknolojisinde sac şekillendirme proseslerinde darbeli olarak uygulanan kuvvetler ile şekillendirilebilirlik sınırları genişletilmektedir. Daha önceki çalışmalarda monoton yükleme durumunda ŞSE'ler verilirken bu çalışmada buna ilaveten darbeli yükleme durumunda oluşan ŞSE'lerde üretilmiştir. Bu tez kapsamında otomotiv endüstrilerinde yaygın olarak kullanılan AA5754-O levhalar kullanılmıştır. Oda sıcaklığında monoton ve darbeli yükleme durumunda (ŞSE)'ler Nakajima testi ile elde edilmiştir. Kullanılan malzeme için monoton ve darbeli yükleme parametreleri mümkün olan aralıklar için bir Taguchi deney tasarım şemasına göre belirlenmiştir. Tüm testler üç defa tekrar edilmiştir. Şekillendirilen parçalarda oluşan birim şekil değişimleri (BŞD) Asame 4.1. sistemi kullanılarak ölçülmüştür. ŞSE'ler ölçülen BŞD değerleri kullanılarak ISO-12004-2 (2008) standardına göre oluşturulmuştur. Monoton ve darbeli yükleme sonucu oluşturulan ŞSE'ler kıyaslandığında genel olarak şekillendirilebilirlik açısından anlamlı bir artış elde edilmiştir.

It is difficult and expensive to find the optimum process parameters to form sheet metal parts without any geometric defects by trial and error, and it is not even possible in some cases. The design of the process and its parameters are usually estimated using the finite element method. The first and most important step in making these analyses is to determine the material properties of the workpiece. The most important of these parameters are the flow curve from the tensile test and forming limit curves (FLC) obtained using the Nakajima test, which is an out-of-plane forming test. In today's technology, the limits of formability are increased by applying forming forces in pulsating form. The FLC's available in the literature are produced under monotonous loading conditions. In this study, FLC's were developed under pulsating loading conditions as well as monotonous ones. In this thesis, the FLC of AA5754-O, which is widely used in the automotive industry, was obtained at room temperature using the Nakajima test. Monotonous and pulsating loading parameters were applied on test specimens in possible ranges under a Taguchi experimental design scheme. The tests were performed under optimum parameters with three repetitions for each test sample. The strains on formed parts were measured using the Asame 4.1 system. FLC's were generated based on the measured strains according to the ISO-12004-2(2008) standard. Consequently, based on the FLC's, a meaningful increase in overall formability was obtained by pulsating forces as compared to monotonous tests.