Ultrasonik destekli derin çekme işlemi: İki aşamalı sonlu elemanlar analizi ve deneysel doğrulaması

Authors : Sadık OLGUNER, A. Tolga BOZDANA

Pages : 257-268

Doi:10.17341/gazimmfd.955879

View : 14 | Download : 6

Publication Date : 2022-06-21

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, Geleneksel Derin Çekme Yöntemi'nde sac metal malzemelerin şekillendirilebilirliğini iyileştirebilmek adına Ultrasonik Destekli Derin Çekme Yöntemi geliştirilmiştir. Derin çekme işleminde baskı plakasına eksenel yönde uygulanan ultrasonik titreşimlerin malzemenin şekillendirilebilirliğine etkileri sonlu elemanlar analizleriyle nümerik olarak araştırılmış, elde edilen sonuçlar derin çekme deneyleriyle doğrulanmıştır. Nümerik çalışmada, zamana bağlı yapısal ve şekillendirme analizlerini içeren iki aşamalı sonlu elemanlar analizini içeren metodoloji geliştirilmiştir. Geleneksel ve ultrasonik destekli derin çekme analizlerinde, belirli işlem parametrelerine maruz kalan DC01 ve DC04 malzemelerin sınır çekme oranları ve maksimum çekilebilir kupa derinlikleri kıyaslanmıştır. Ultrasonik titreşimlerin etkisiyle sınır çekme oranında %9’a, kupa derinliğinde ise %26’ya varan artış sağlanmıştır. Aynı çapa sahip dairesel malzemeler üzerinde gerçekleştirilen analizlerde, sac malzemedeki incelmenin %43’e varan oranda azaldığı tespit edilmiştir. Doğrulama deneyleri neticesinde sınır çekme oranında ve kupa derinliğindeki artış oranları ise sırasıyla %11 ve %31 olarak gerçekleşmiştir. Ultrasonik titreşimlerin dinamik darbe, gerilme süperpozisyonu ve temas ayrılması etkileri, önerilen yöntemle sonlu elemanlar analizlerinde etkin bir şekilde modellenebildiğinden nümerik analiz sonuçlarının deneysel sonuçlarla iyi bir uyum içinde olduğu görülmüştür. Buradaki küçük farkların, ultrasonik titreşimlerin malzeme üzerindeki akustik yumuşatma ve sürtünme katsayısını azaltma etkilerinin nümerik modele aktarılamamasından kaynaklandığı düşünülmektedir.
Keywords : Derin Çekme İşlemi, Ultrasonik Titreşimler, Sınır Çekme Oranı, Sonlu Elemanlar Analizleri