KEMAL YAMAN, Murat ÖZCAN, Zafer TEKİNER

AISI 304 PASLANMAZ ÇELİĞİN SIVAMA PARAMETRELERİNİN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİYLE BELİRLENMESİ

Sıvama operasyonlarının düşük maliyetli ve istenen ölçü tamlığında gerçekleştirilebilmesi için, işleme parametrelerinin önceden tespit edilmesinin çok önemli olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada, ilerleme hızı, sac malzeme cidar kalınlığı ve devir hızı parametreleri sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Sonlu elemanlar analizlerinden elde edilen iş parçası cidar kalınlıklarıyla deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen numune cidar kalınlıkları kıyaslanmıştır. Deneylerde kullanılan geometriler ve malzemeler sayısal olarak modellenmiş ve SIMUFACT FORMING® yazılımı tarafından üç farklı iş mili hızı ve besleme hızı işleme koşullarına göre analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarından elde edilen gerilmeler, gerinmeler ve kalınlık dağılımlarının ilerleme hızı ve devir hızıyla olan ilişkileri incelenmiştir. İlerleme hızının devir hızına oranla iş parçası cidar kalınlığı üzerinde daha belirgin etkisi olduğu görülmüştür. Ayrıca, sıvama kuvvetinin eksenel ve radyal bileşenlerinin zamanla değişimi incelenmiştir. Deneysel sonuçlarla sayısal sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu belirlenmiştir. Bu sonuca dayanarak, sayısal analizlerin sıvama işleminde ihtiyaç duyulan başlangıç parametrelerinin ve ortaya çıkacak nihai iş parçası geometrisinin önceden kestiriminde kullanılabileceği gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Metal sıvama, sıvama parametreleri, sonlu elemanlar analizi, plaka metal şekillendirme

PDF

___

Zhan M., Yang H., Zhang J.H., Xu Y.L., Ma F., 3D FEM analysis of influence of roller feed rate on forming force and quality of cone spinning, J. Mater. Process. Technol., 187-188, 486-491, 2007.
Quigley E., Monaghan J., The finite element modelling of conventional spinning, J. Mat. Process. Technol., 124, 360-365, 2002.
Quigley E., Monaghan J., Metal forming: an analysis of spinning processes, J. Mater. Process. Technol, 103, 114-119, 2000.
Hua F.A., Yang Y.S., Zhang Y.N., Guo M.H., Tong W.H., Hu Z.Q., Three-dimensional finite element analysis of tube spinning, J. Mater. Process. Technol., 168, 68-74, 2005.
Qian B., He Y., Mei Z., Finite element modeling of power spinning of thin-walled shell with hoop inner rib, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 18, 6-13, 2008.
Jianguo Y., Makato M., An experimental study on paraxial spinning of one tube end, J. Mater. Process. Technol., 128, 324-329, 2002.
Watson M., Long H., Wrinkling failure mechanics in metal spinning, Procedia Eng., 81, 2391-2396, 2014.
Wang L., Long H., Ashley D., Roberts M., White P., Effects of Roller Feed Ratio on Wrinkling Failure in Conventional Spinning of a Cylindrical Cup, P. I. Mech. Eng., Part B: J. Eng. Manuf., 225(11), 1991-2006, 2010.
Honarpisheh M., Namazikhah S., Alinaghian I., Numerical and Experimental Investigation of Thickness Variation in the Spinning Process of Al-1060 Alloy, Journal of Modern Processes in Manufacturing and Production, 5(4), 5-12, 2016.
Sugar P., Sugarova J., Petrovic J., “Anaysis of the effect of process parameters on part wall thickness variation in conventional metal spinning of Cr-Mn austenitic stainless steels”, Stroj. Vestn. J. Mech. E., DOI: 10.5545/sv-jme.2015.2901, 2016.
Kong Q., Yu Z., Zhao Y., Wang H., Lin Z., Theoretical prediction of flange wrinkling in first-pass conventional spinning of hemispherical part, J. Mat. Process. Technol., 246, 56-68, 2017.
Hayama M., Tago A., The fracture of walls on shear spinning - study on the spinnability of aluminum plates, Bulletin of Faculty of Engineering, Yokohama National University, 17, 93-103, 1968.
Kleiner M., Gobel R., Kantz H., Klimmek C., Homberg W. Combined methods for the prediction of dynamic instabilities in sheet metal spinning, CIRP Ann. Manuf. Technol., 51, 209-214, 2002.
Zeng R., Ma F., Huang L., Li J., Investigation on spinnability of profiled power spinning of aluminum alloy, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 80, 535-548, 2015.
Ahmed K.I., Gadala M.S., El-Sebaie M.G., Deep spinning of sheet metals, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 97, 72-85, 2015.
Simufact Forming Version 13.2, Material Manuel, 2012.
Quigley E., Monaghan J. Enhanced finite element models of metal spinning, J. Mat. Process. Technol., 121, 43-49, 2002.
Awiszus B., Hartel S., Numerical simulation of non-circular spinning: a rotationally non-symmetric spinning process, Prod. Eng. Res. Develop., 5, 605-612, 2011.
Wang L., Long H., Investigation of material deformation in multi-pass conventional metal spinning, Mater. and Des. 32, 2891-2899, 2011.
Xia Q., Xiao G., Long H., Cheng X., Sheng X., A Review of Process Advancement of Novel Metal Spinning, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 85, 100-121, 2014.
Essa K., Hartley P., Numerical simulation of single and dual pass conventional spinning processes, Int. J. Mater. Form., 2, 271-281, 2009.
Wang L., Long H., A study of effects of roller path profiles on tool forces and part wall thickness, J. Mater. Process. Technol., 211, 2140-2151, 2011.
Jianguo Y., Makato M., Effects of indented feed of roller tool on parallel spinning of circular aluminum tube, J. Mater. Process. Technol., 128, 274-279, 2002.
Zhan M., Wang X., Long H., Mechanism of grain refinement of aluminum alloy in shear spinning under different deviation ratios, Mater. and Des., 108, 207-216, 2016.