Mustafa YAŞAR, H. İbrahim DEMİRCİ, İbrahim KADI

Gaz detonasyonuyla şekillendirilen (GDŞ) alüminyum levhalarda meydana gelen deformasyon ve teorik modellenmesi

Bu çalışmada, hava-yakıt hacimsel oranı 1 (bir) alınarak Asetilen($C_2H_2$)-Oksijen($O_{2}$) karışımıyla detonasyon (şok hız) elde edilerek, alüminyum levhaların (Etial 5) silindirik kap biçiminde şekillendirilmesi çalışması yapılmıştır. Çalışma için çift kademeli bir detonasyonla şekillendirme düzeneği tasarlanarak imal edilmiştir. Detonasyonun elde edilmesinde Çift Kademeli Detonasyon Tüp (ÇKDT) hacminin %100 oranında gönderilen reaktant (Oksijen-asetilen karışımı) miktarı, manometre ve debi metrelerle bilgisayar kontrollü olarak yapılmıştır. Detonasyonun hızı ve basıncıda bilgisayar kontrollü olarak ölçülmüştür.. Silindirik kalıplar içinde biçimlendirilen alüminyum levhaların şekillenebilirlik miktarları ölçülerek analiz edilmiştir. Detonasyonla şekillendirmenin teorik modeli eksplisit dinamik analiz kodu kullanan ANSYS/LS-DYNA yazılımı kullanılarak oluşturulmuş ve model çözümlenmiştir. Deneysel ve teorik sonuçların birim uzama, kalınlık değişimleri ve şekillendirme miktarlarının karşılaştırılması yapılmıştır. Geliştirilen teorik ve deneysel modelin birbiriyle %80-90 oranında uyumlu olduğu gözlemlenmiş uyumsuzluğun nedenleri araştırılmıştır.

Deformation of aluminium cylindrical cups formed under gas detonation and theoritical modelling

In this study, cylindrical cups formation of Aluminum alloy sheets (Etial 5) has been researched by using detonation forming. The detonation has been achieved by acetylene ($C_2H_2$)-Oxygen ($O_{2}$) mixture accepting the volume ratio of the mixture as 1, with this respect double staged detonation forming apparatus has been designed and manufactured. Volume of the reactant (mixture of $C_2H_2$-$O_{2}$), 100%, allowed to the Double Staged Detonation Tube (DSDT) has been controlled by manometer and flow meter in conjunction with a computer programme. Shock speed and detonation pressure recorded by computer controlled system. Volume of cup shape formability of the sheets has been evaluated. Detonation forming system has been modeled and analyzed by ANSYS/LS-DYNA computer software which uses explicit dynamic analysis code. Comparison of experimental and theoretical results were obtained from unit strain, thickness variation and volume of formability have been carried out. Experimental results approximately 80%-90% agreement with the theoretical results.

PDF

___

1. Meyers, M.A.: “Dynamic Behavior of Materials”, John Wiley & Sons, Inc. New York (1996)

2. Vohnut, V.J.: “A Hybrid Quasi-Static/Dynamic Process for Forming Large Sheet Metal Parts from Aluminum Alloys”, The Ohio State University, PhD Thesis, USA, (1998)

3. Johnson, G.R.; Cook, W.H.: “A Constitutive Model and Data for Metals Subjected to Large Strains, High Strain Rates and High Temperatures”, Presented at the Seventh International Symposium on Ballistics, The Hague, The Netherlands, April (1983)

4. Meyer, L.W. Meyer, M.A.: “In Shock-Wave and High Strain Rate Phenomena in Materials”, Dekker, New York, (1992)

5. Gavas, M.: “Detonasyonla Derin Çekme İşlemlerinde Etkili Parametrelerin İncelenmesi”, Doktora Tezi, M.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (1998)

6. Venkata S. Balanethiram.: “Hyperplasticity : Enhanced Formability of Sheet Metals at High Workpiece Velocity", PhD thesis, The Ohio State University, Columbus, OH, (1996).

7. Padmanabhan, M.; Tech. B.: “Wrinkling And Springback In Electromagnetic Sheet Metal Forming And Electromagnetic Ring Compression”, The Ohio State University, Ms. Thesis, (1997)

8. Alpers, B.; Bergmann, D.; Galanulis, K.; Winter, D.: “Advenced Deformation Measurement in Sheet Metal Forming”, GOM, Gesselscheft für Optisch Mebtechnik, Germany, (2000)

9. Kadı, İ.: “Detanasyon Olaylarının Bilgisayar Destekli Ölçme ve Analizi”, Doktora Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (1992.)

10. Yaşar. M. “Yüksek Hızda Şekillendirilen Alüminyum Alaşımlarında Oluşan Deformasyonun İncelenmesi”, Doktora Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (2001)

11. Gündü, T.: “Derin Çekme Saçlarının Derin Çekilebilirlik Özelliklerinin Belirlenmesi”, Master Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul (2000).

12. Honda, A.; Suzuki, M.: “Sheet Metal Forming by Using Gas Imploding Detonation”, Jor. of Materials Processing Technology, 85 (1999), 198-203