AISI 1010 çeliği için proses parametrelerinin sabit mandrel ile soğuk boru çekme işlemine etkilerinin sonlu elemanlar analiziyle incelenmesi
Bu çalışmada, sonlu elemanlar analizi kullanılarak, sabit mandrel ile soğuk boru çekme işleminin benzetimi yapılmış olup, kesit daralma oranının, yarı kalıp açısının, yarı mandrel açısının ve sürtünme katsayılarının çekme gerilmesine etkileri araştırılmıştır. Sonlu elemenlar modeli, %16 kesit daralmasındaki deneysel verilerle doğrulanmıştır. Netice olarak, yarı kalıp açısının plastik şekil değişimine etkisi yarı mandrel açısından daha büyük olmuştur. Sebebi ise kalıp açısının büyüklüğünden kaynaklanmaktadır. 12o ’lik yarı kalıp açısı bütün sürtünme değerleri için minumum çekme gerilmesini vermektedir. Sabit konik mandrel ile boru çekme işleminde 7o ’lik yarı kalıp açısı için 2-4 o aralığındaki yarı mandrel açısı kullanılmalıdır. Deneysel ve sonlu elemanlar analiz sonuçlarının uyum içinde olduğu görülmüştür.
Effect of the process parameters on cold tube drawing with a fixed plug using finite element analysis for AISI 1010 steel
In this present work, finite element analysis (FEA) is applied to simulate cold tube drawing process with a fixed plug for AISI 1010 steel tube. The effects of reduction of area, semi die angle, semi plug angle, and friction coefficient on drawing stress are studied. The finite element model is successfully validated with the experimental data at reduction of area 16%. Results indicate that a good agreement between the experimental and the finite element analysis (FEA) is found. Consequently, the effect of semi die angle on plastic deformation is larger than the semi plug angle because of the bigger size of the semi die angle. Semi die angle of 12° gives minimum drawing stress for all coefficient of frictions. A semi plug angle between 2° and 4° should be used in tube drawing process with a conical fixed plug when semi die angle is equal to 7 o .
___
- H. Teschaetsch, “ Tube Drawing“,.Metal
forming practice, Published by Vieweg
Verlag,, Dresden, Germany, 2006, p. 105-
108.
- T. J. Dankert, B. Endelt, “ E. LS-DYNA used
to analyze the drawing precision tubes", 7th
European LS-DAYNA Conf. 2009.
- J.F. Béland, M. Fafard, A. Rahem, , G. D.
Amours, T. Côté, “Optimization on the cold
drawing process of 6063 aluminum tubes. J
Applied Mathematical Modelling 2011, Vol.
35, pp. 5302-5313.
- R. Bihamta, Q.H. Bui, M. Guillot, G.
D’Amours, A. Rahem, M. Fafard,
“Application of a new procedure for the
optimization of variable thickness drawing of
aluminum tubes“, CIRP J of Manf. Sci. and
Technol. 2012, Vol. 5, pp. 142-150.
- M. Palengat, G. Chagnon, D. Favier, H.
Louche, C. Linardon, C. Plaideau, “Cold
drawing of 316L stainless steel thin-walled
tubes: Experiments and finite element
analysis“, Int. J. of Mech. Sci. 2013, Vol. 70,
pp. 69-78.
- C.Linardon , D.Favier, G.Chagnon, B.Gruez,
“A conical mandrel tube drawing test
designed to assess failure criteria“,J. of Mat.
Process. Technol., 2014, Vol. 214, pp. 347-
357.
- J. J. Sheu, S. Y. Lin, C. H. Yu, “Optimum die
design for single pass steel tube drawing with large deformation“, J. of Procedia Eng, 2014,
Vol. 81, pp. 688-693.
- E. Tran, A. N. Rotariu, P. Lixandru, L. C.
Matache, C. Enache, T. Zecheru, “
Experimental and numerical investigation on
6082 0 temper aluminum alloy cartridge tube
drawing", J. of Mat. Process. Technol. 2015,
Vol. 216, pp. 59-70.
- J. Kasim, "Calculation of relative extrusion
pressure for circular section by local
coordinate system by using finite element
method FEM", Diyala J. of Eng. Sci. 2010,
Vol. 03, pp. 80-96.
- J. Chakrabarty, “Foundations of Plasticity“,
Theory of plasticity, 3rd ed. Texas:
Butterworth-Heinemann, 2006.
- M.T.P. Aguilar, E.C.S. Corre, R.F. Silva, P.R.
Cetlin, “The evaluation of redundant
deformation factors in axi-symmetric bar of
austenitic stainless steel“, J. of Mat. Process
Technol., 2002, Vols. 125-12, pp. 323-325.
- G. E. Dieter, H. A. Kuhan, “Drawing of Wire,
Rod, and Tube“, Handbook of workability and
process design, ASM International, 2003, p.
278-290.