Alüminyum 7075 Alaşiminin Malzeme Davranişinin Tespiti ve Johnson-Cook Hasar Parametrelerinin Optimizasyonu

Alüminyum 7075-T651 alaşımının mekanik davranışına hadde yönünün ve çentik yarıçapının etkileri incelenmiş ve bu alaşımın iki farklı hadde yönü için Johnson-Cook hasar katsayıları hesaplanmıştır. Spesifik olarak, hadde yönünde ve hadde yönüne dik olarak hazırlanmış alüminyum 7075-T651 alaşımının mekanik davranışları çekme testleri sonucunda belirlenmiştir. 3 farklı çentik yarıçapındaki numunelere ve çentiksiz numunelere olmak üzere toplamda 56 adet çekme testi gerçekleştirilmiştir. Her bir çekme testi tutarlılığı sağlamak ve gerçek mekanik davranışa en yakın sonucu en düşük hata ile elde etmek adına 7 kere tekrarlanmıştır. Deneysel bulgular hadde yönüne dik olmanın uzamayı azalttığını fakat elastik bölgedeki mekanik özellikleri arttırabildiğini göstermektedir. Johnson-Cook hasar katsayılarının hesaplanmasında kullanılan kırılmış yüzey alanları optik mikroskop ile ölçülmüştür. Alüminyum 7075-T651 alaşımının Johnson-Cook hasar katsayıları farklı uygulama alanları için Levenberg-Marquardt optimizasyon methodunu kullanarak hesaplanmıştır. Bu sebeple, bu çalışma hadde yönünde ve hadde yönüne dik olarak hazırlanmış alüminyum 7075-T651 alaşımının farklı uygulama alanlarındaki hassas hasar simulasyonları için yol gösterici bir alan açmaktadır.

DETERMINATION OF MATERIAL RESPONSE AND OPTIMIZATION OF JOHNSON-COOK DAMAGE PARAMETERS OF ALUMINIUM 7075 ALLOY

The effects of rolling direction and notch radius on the mechanical response of aluminium7075-T651 alloy were investigated and the Johnson-Cook damage parameters of aluminium 7075-T651alloy on both rolling directions were determined. Specifically, mechanical responses of aluminium 7075-T651 along the rolling direction and perpendicular to the rolling direction were obtained frommonotonic tensile tests. 56 tensile tests in total were performed on notched specimens with 3 differentnotch radiuses and smooth specimens. Tensile tests were repeated 7 times for each case to ensure theconsistency and to obtain the closest mechanical response to the real mechanical response withminimum error. Experimental findings revealed that being perpendicular to the rolling directiondeteriorates the elongation at failure dramatically but can increase the mechanical properties in elasticregion. The final areas of the fractured samples, used for the calculation of Johnson-Cook damageparameters, were measured by an optical microscope. The Johnson-Cook damage parameters ofaluminium 7075-T651 alloy for different applications were computed by Levenberg-Marquardtoptimization method. Collectively, this study opens the venue for accurate damage simulations ofaluminium 7075-T651 along the rolling direction and perpendicular to the rolling direction for differentapplications.

___

  • Binder, M., Klocke, F., Lung, D., 2015, "Tool Wear Simulation of Complex Shaped Coated Cutting Tools", Wear, Vol. 330–331, pp. 600-607.
  • Bobbili, R., Ramakrishna, B., Madhu, V., Gogia, A. K., 2015, "Prediction of Flow Stress of 7017 Aluminium Alloy under High Strain Rate Compression at Elevated Temperatures", Defence Technology, Vol. 11, pp. 93–98.
  • Bobbili, R., Madhu, V., 2016, "Effect of Strain Rate and Stress Triaxiality on Tensile Behavior of Titanium Alloy Ti-10-2-3 at Elevated Temperatures", Materials Science and Engineering A, Vol. 667, pp. 33– 41.
  • Bobbili, R., Paman, A., Madhu, V., 2016, "High Strain Rate Tensile Behavior of Al-4.8Cu-1.2Mg Alloy", Materials Science and Engineering A, Vol. 651, pp. 753–762.
  • Børvik, T., Hopperstad, O. S., Dey, S., Pizzinato, E. V., Langseth, M., Albertini, C., 2005, "Strength and Ductility of Weldox 460 E Steel at High Strain Rates, Elevated Temperatures and Various Stress Triaxialities", Engineering Fracture Mechanics, Vol. 72, pp. 1071–1087.
  • Brar, N. S., Joshi, V. S., 2012, "Anisotropic Effects on Constitutive Model Parameters of Aluminum Alloys", AIP Conference Proceedings, Vol. 1426 (1), pp. 72–75.
  • Brar, N. S., Joshi, V. S., Harris, B. W., 2009, "Constitutive Model Constants for Al7075-T651 and Al7075- T6", AIP Conference Proceedings, Vol. 1195 (1), pp. 945–948.
  • Cai, M.-C., Niu, L.-S., Ma, X.-F., Shi, H.-J., 2010, "A Constitutive Description of the Strain Rate and Temperature Effects on the Mechanical Behavior of Materials", Mechanics of Materials, Vol. 42 (8), pp. 774–781.
  • Chen, G., Ren, C., Qin, X., Li, J., 2015, "Temperature Dependent Work Hardening in Ti–6Al–4V Alloy Over Large Temperature and Strain Rate Ranges: Experiments and Constitutive Modeling", Materials & Design, Vol. 83, pp. 598–610.
  • Chocron, S., Erice, B., Anderson, C. E., 2011, "A New Plasticity and Failure Model for Ballistic Application", International Journal of Impact Engineering, Vol. 38 (8–9), pp. 755–764.
  • Choung, J., Nam, W., Lee, D., Song, C. Y., 2014, "Failure Strain Formulation via Average Stress Triaxiality of an EH36 High Strength Steel", Ocean Engineering, Vol. 91, pp. 218–226.
  • Hirsch, J., Al-Samman, T., 2013, "Superior Light Metals by Texture Engineering: Optimized Aluminum and Magnesium Alloys for Automotive Applications", Acta Materialia, Vol. 61 (3), pp. 818–843.
  • Keshavarz, A., Ghajar, R., Mirone, G., 2014, "A New Experimental Failure Model Based on Triaxiality Factor and Lode Angle for X-100 Pipeline Steel", International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 80, pp. 175–182.
  • Kupchella, R., Stowe, D., Xiao, X., Algoso, A., Cogar, J., 2015, "Incorporation of Material Variability in the Johnson Cook Model", Procedia Engineering, Vol. 103, pp. 318–325.
  • Senthil, K., Iqbal, M. A., Chandel, P. S., Gupta, N., 2017, "Study of the Constitutive Behavior of 7075-T651 Aluminum Alloy", International Journal of Impact Engineering, Vol. 108, pp. 171-190.
  • Thepsonthi, T., Özel, T., 2015, "3-D Finite Element Process Simulation of Micro-end Milling Ti-6Al-4V Titanium Alloy: Experimental Validations on Chip Flow and Tool Wear", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 221, pp. 128–145.
  • Valoppi, B., Bruschi, S., Ghiotti, A., Shivpuri, R., 2017, "Johnson-Cook Based Criterion Incorporating Stress Triaxiality and Deviatoric Effect for Predicting Elevated Temperature Ductility of Titanium Alloy Sheets", International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 123 (01), pp. 94–105.
  • Wang, B., Liu, Z., 2016, "Evaluation on Fracture Locus of Serrated Chip Generation with Stress Triaxiality in High Speed Machining of Ti6Al4V", Materials and Design, Vol. 98, pp. 68–78.
  • Yuan, Z., Li, F., Qiao, H., Xiao, M., Cai, J., Li, J., 2013, "A Modified Constitutive Equation for Elevated Temperature Flow Behavior of Ti-6Al-4V Alloy Based on Double Multiple Nonlinear Regression", Materials Science and Engineering A, Vol. 578, pp. 260–270.
  • Zhang, D. N., Shangguan, Q. Q., Xie, C. J., Liu, F., 2015, "A Modified Johnson-Cook Model of Dynamic Tensile Behaviors for 7075-T6 Aluminum Alloy", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 619, pp. 186–194.
  • Zhou, Z., Kuwamura, H., Nishida, A., 2011, "Effect of Micro Voids on Stress Triaxiality-Plastic Strain States of Notched Steels", Procedia Engineering, Vol. 10, pp. 1433–1439.
Selçuk Üniversitesi Mühendislik Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • ISSN: 2147-9364
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Selçuk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

IN-BODY RANGING FOR ULTRA-WIDE BAND WIRELESS CAPSULE ENDOSCOPY USING NEURAL NETWORKS BASED ON PARTICLE SWARM OPTIMIZATION

MUZAFFER KANAAN, RÜŞTÜ AKAY, MEMDUH SUVEREN

ÖĞÜTÜLMÜŞ CAM ELYAF TAKVİYELİ BETON (GRC) ATIKLARININ ÇİMENTO İKAME MALZEMESİ OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİ

ÖZLEM SALLI BİDECİ, Kader MERCANOĞLU, ALPER BİDECİ

FPGA TABANLI DİJİTAL HABERLEŞME SİSTEMLERİNİN SYSTEM GENERATOR ARACI İLE ANALİZİ

İBRAHİM IŞIK, MEHMET EMİN TAĞLUK

Alüminyum 7075 Alaşiminin Malzeme Davranişinin Tespiti ve Johnson-Cook Hasar Parametrelerinin Optimizasyonu

Burak BAL

Normalize Edilmiş Uzaklık Değerleri ile Hızlı K-ortalama Renkli Görüntü Segmentasyonu

Ali SAĞLAM, Nurdan AKHAN BAYKAN

DETERMINATION OF MATERIAL RESPONSE AND OPTIMIZATION OF JOHNSON-COOK DAMAGE PARAMETERS OF ALUMINIUM 7075 ALLOY

BURAK BAL

PENCERE BOŞLUKLU PERDE DUVARLA GÜÇLENDİRİLMİŞ 1/3 ÖLÇEKLİ BETONARME ÇERÇEVELERİN DAVRANIŞI

FATİH SÜLEYMAN BALIK, FATİH BAHADIR, MEHMET KAMANLI, HASAN HÜSNÜ KORKMAZ, ALPTUĞ ÜNAL, M. Yaşar KALTAKCI

SEPİOLİT-KİTOSAN KOMPOSİTLERİNİN SENTEZİ ve BU KOMPOZİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) ADSORPSİYONUNUN İNCELENMESİ

TÜRKAN ALTUN, ŞERİFE PARLAYICI

METİLEN MAVİSİNİN MAGNETİK NiFe2O4/AKTİF KARBON NANOKOMPOZİTİ İLE ADSORPSİYONU: KİNETİK VE İZOTERM

AYHAN ABDULLAH CEYHAN, ORHAN BAYTAR

Türkiye’de İki Farklı Yöntemle Elde Edilmiş Derecelendirme Haritalarının Arazi Toplulaştırma Projelerine Etkisi

Mevlüt UYAN, Tayfun ÇAY