Akma Kriterlerinin Malzeme Plastik Davranış TahminHassasiyetlerinin Mekanik Testler ile İncelenmesi ve Doğrulanması

View/ Open
Access
info:eu-repo/semantics/closedAccessDate
2021Author
Esener, Emre
Esener, Emre
Ünlü, Aysema
Metadata
Show full item recordAbstract
Sac metaller ağırlık/dayanım oranı avantajlarından dolayı özellikle otomotiv endüstrisinde yaygın bir
kullanım alanına sahiptir. Sac metaller haddeleme yöntemi ile üretildiklerinden genellikle anizotropik
davranışa sahiptirler. Otomotiv sektörü gibi seri üretim gerçekleştiren sektörlerde parça basım adedi
çok yüksek olduğundan ve karmaşık formlu ürünler elde edildiğinde kalıp maliyetleri de bu durumlara
paralel olarak yüksektir. Bu nedenle deneme-yanılma yöntemi bu sektörde zaman ve maliyet
açısından tercih edilmemektedir. Bunun yerine tasarım aşamasında sonlu elemanlar analizleri
kullanılmaktadır. Sonlu elemanlar analizlerinin tahmin performansları genellikle sonlu elemanlar
hesaplama parametrelerine (eleman boyutu, integrasyon nokta sayısı, kullanılan akma kriteri vb.)
bağlıdır. Bu parametreler arasından malzemenin plastik davranışını modelleyen akma kriterleri en
baskın etkiye sahiptir. Bu nedenle sonlu elemanlar analizlerinde kullanılan akma kriterlerinin doğru
tercih edilmesi ve mekanik özelliklerin hassas olarak elde edilmesi oldukça önemlidir. Proje çalışması
kapsamında otomotiv sektöründe kullanılan gelişmiş yüksek mukavemetli çelikler ve yüksek
anizotropik davranışa sahip olan alüminyum alaşımları için farklı akma kriterlerinin tahmin
performanslarının değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda beş farklı akma
kriterinin (von Mises, Hill-48, Hill-93, Barlat-89 ve Hu-2003) 5000 serisi alüminyum alaşımı ve
Fortiform1050 çeliği için plastik davranışı tahmin hassasiyetleri karşılaştırılmıştır. Akma kriterlerinin
tahminleri genişlik ekstansometreli tek eksenli çekme deneyleri ve hidrolik şişirme testleri ile
doğrulanmıştır. Doğrulamalar hem akma yüzeyleri hem de anizotropik davranış tahminleri şeklinde
gerçekleştirilmiş böylelikle hem akmanın başlangıç tahmini hem de başlangıç akma gerilmesinin
gelişimi (pekleşme) değerlendirilmiştir. Aynı zamanda tüm akma kriterleri yazılan bir algoritma ile
programlanmış ve pratik kullanıma sunulmuştur. Proje sonucunda hem pratik kullanım sağlayan bir
program elde edilmiş hem de malzeme ve akma kriterleri açısından bir veritabanı oluşturulmuştur. Sheet metals have a wide usage area especially in automotive industry due to their weight/strength
ratios. Sheet metals involves an anisotropic behavior since production of sheet metals are realised by
rolling process. Die tools have a high manufacturing cost due to complexity of product geometry and
high number of stamping parts. For this reason trial and error methods are not preferred in automotive
industy. Generally finite element analyses are used in design stage of die tools. Prediction
performance of finite element analyses are generally depends on finite element calculation parameters
(element size, number of integration points, yield criteria ext.). Yield criteria have the most dominate
effect on finite element analyses prediction accuracy. For this reason, selection of yield criteria and
obtaining accurate mechanical properties becomes very important. In this project, evaluation of
different yield critea prediction performance will be performed for advanced high strength steels, and
aluminum alloys. For this purpose, modeling of plastic behavior performances of five different yield
criteria (von Mises, Hill-48, Hill-93, Barlat-89, and Hu-2003) was compared for 5000 series
aluminum alloy and Fortiform1050 steel materials. Verification of yield criteria prediction
performances were performed by uniaxial tensile tests with width extensometer, and bulge tests.
Verifications were presented by yield locus and anisotropic behavior performances of yield criteria so
evaluation of yield and hardening behaviors was presented. All criteria in this project were coded by
an algorithm so industry can use these criteria practically. In addition, as a result of presented project,
a wide material database was obtained so automotive industry can identify accurate yield criterion for
finite element analyses fastly and practically.