Alüminyum 6060 alaşımının üç nokta eğme yüklemesi altındaki karakteristiğinin farklı proses parametreleri ile deneysel ve nümerik olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, 6060 alüminyum alaşımı profil yapılarının üç nokta eğme yükü altındaki deformasyon davranışları deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Bu doğrultuda, özellikle otomobillerde çarpışmalara karşı güvenliği arttırmak amacıyla kullanılan çarpışma kritik profil yapılarının kullanımı incelenmiştir. Tez çalışması kapsamında, yamuk ve elips olmak üzere iki farklı kesit geometrisine sahip olan AA6060 alaşımı 100mm, 160mm ve 200mm mesnet aralıkları ve 5mm ve 10mm zımba yarıçapları kullanılarak üç nokta eğme deneyleri gerçekleştirilmiştir ve deneysel çalışmalar sonucunda kuvvet-uzama eğrileri ile et kalınlığındaki değişimler deneysel olarak elde edilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda mesnetler arası mesafeler arttığında malzemenin eğilmesi için gerekli olan kuvvetin daha az olduğu, kesit geometrilerinin farklılıkları nedeniyle yamuk profilin eğilmesi için gerekli olan kuvvetin elips profilli kesit geometrisine sahip profile göre daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci adımında ise Piecewise Linear Plasticity, 3-Parameter Barlat, σ- tabanlı Hill-48 ve r- tabanlı Hill-48 plastisite modellleri kullanılarak sonlu elemanlar analizleri gerçekleştirilmiş ve kuvvet-uzama eğrileri, kalınlık değerleri ve şekillendirilmiş ürün formları deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar sonucunda ise kuvvet-uzama eğrilerinin ve ürün formlarının deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu tespit edilmiştir.

In this study, the deformation behavior of 6060 aluminum alloy profile structure under three-point bending load was investigated experimentally and numerically. In this respect, the use of crash-critical profile structures, which are used to increase safety against collisions, especially in automobiles, are examined. Within the scope of the thesis, three-point bending tests were carried out using AA6060 alloy, which has two different cross-section geometries, trapezoidal and elliptical, with 100mm, 160mm and 200mm support spans and 5mm and 10mm punch radius has been obtained experimentally. As a result of the experimental studies, it has bee determined that the force required for bending of the material is less when the distances beetwen the supports spans increase, and the force required fort he bending of the rapezoidal profile is higher than the profile with the elliptical profile section geometry due to the differences in the section geometries. In the second step of the study, finite element analyzes were performed using Piecewise Linear Plasticity, 3-parameter Barlat, σ-based Hill-48 and r-based Hill-48 plasticity models, and force-elongation curves, thickness values and shaped product forms were compared with the experimental results. σ-based Hill-48 and r-based Hill-48 plasticity models, and force-elongation curves, thickness values and shaped product forms were compared with the experimental results. As a result of the comparisons, it was determined that the force-elongation curves and product forms were compatible with the experimental results.