Ekstra derin çekme çeliğinin şekillendirebilirliğinin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Analysis of the formability of extra deep drawing steel by the finite element method
Yazar: MUHAMMED ALİ ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. BEDRİ ONUR KÜÇÜKYILDIRIM
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmal Usulleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Derin çekme = Deep drawing ; Metal şekillendirme = Metal forming ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Sac şekillendirmeişlemleri günümüzde özellikle otomotiv, savunma sanayi, beyaz eşya sektörü veendüstri gibi birçok büyük sanayi kuruluşları tarafından kullanılan önemli birşekillendirme işlemlerinden biridir. Bu işlem plastik bir şekillendirme işlemiolup, başarılı bir şekilde yapılabilmesi için birçok parametrenin doğru birşekilde kullanılmasına ihtiyaç duymaktadır. Bu parametreleri malzemeözellikleri, yağlama, basınç ve geometrik etkiler olarak ele alabiliriz.Şekillendirme işlemi sırasında, bahsedilen bu parametrelerin sonuca vebirbirlerine etkisi oldukça fazladır. Bu yüzden bu parametrelerin kontrollü birşekilde uygulanması gerekmektedir. Bu değerlerden biri ya da birkaçı aşırı veyadüşük miktarda kullanıldığında, imal edilecek parçada yırtılma, kırışma,çizilme ve kulaklanma olarak ifade edilen hasarlar meydana gelmektedir. Buhasarların imal edilecek üründe görülmemesi için önceden deneysel çalışmalaryapılmalı ve belirlenen uygun değerlere göre şekillendirme işlemi yapılmalıdır.Bu deneysel çalışmalar özellikle büyük sanayi kuruluşları için hem yüksekmaliyetli hem de zaman kaybına neden olmaktadır. Bu maliyetlerden kurtulmakiçin bilgisayarlı tabanlı sonlu elemanlar yazılımları kullanılmaktadır. Buyazılımlar sayesinde yüksek maliyetli deneysel çalışmalar azalmakta ve zamankazancı sağlanmaktadır. Bu çalışmada deneysel çalışması yapılmış ekstra derinçekme çeliğinin şekillendirme diyagramının elde edilmesi ve deneysel verilerlesimülasyon değerleri karşılaştırılmıştır.Metal şekillendirme işlemi esnasında kalıp ilepot arasında malzemenin uygun şekilde ilerlemesine olanak sağlayan süzdürmeçubuğu bulunmaktadır. Bu çubuğun bilgisayar programına uygun modellenmesioldukça zor olacağı için bu yapı eklenmeden uygun pot baskı kuvvetibelirlenmiştir. Bu baskı kuvvetinin gereğinden fazla olması sac parçasınınyırtılmasına, pot baskı kuvvetinin olması gerekenden az olması ise sacparçasında kırışıklığa yol açmaktadır. Uygun şekillendirme değeribelirlendikten sonra farklı numuneler kullanılarak ekstra derin çekme çeliğininşekillendirme limit diyagramı oluşturulmuştur. Bu yöntem ile maliyetli ve zamankaybına neden olan deneysel yöntemlere ihtiyaç duyulmadan istenilen malzemeninşekillendirme limit diyagramının oluşturulacağı görülmüştür.

Abstract:
All Sheet metalforming operations are one of the important forming processes used by manylarge industrial organizations today, especially in the automotive, defenseindustry, white goods industry and industry. This is a plastic forming process,which requires the correct use of many parameters in order to be successfullyperformed. We can consider these parameters as material properties,lubrication, pressure and geometric effects. During the forming process, theeffect of these mentioned parameters on the result and on each other is quitelarge. That is why it is necessary to apply these parameters in a controlledmanner. When one or more of these values are used excessively or in lowamounts, damages expressed as tearing, wrinkling, scratching and earring occurin the part to be manufactured. In order to prevent these damages fromappearing on the product to be manufactured, experimental studies should becarried out in advance and the forming process should be carried out accordingto the appropriate values determined. These experimental studies are bothcostly and time-consuming, especially for large industrial enterprises. Inorder to get rid of these costs, computer-based finite element software isused. Thanks to these softwares, high-cost experimental studies are reduced andtime savings are achieved. In this study, an experimental study was carried outto obtain the forming diagram of extra-deep drawing steel and the simulationvalues were compared with experimental data.During the metalforming process, there is a drawbeads between the mold and the pot, whichallows the material to move properly. Since it will be quite difficult to modelthis rod according to the computer program, an appropriate pressure force hasbeen determined without adding this structure. An excess of this pressure forceleads to a rupture of the sheet metal part, and an excess of the pot pressureforce leads to a crease in the sheet metal part. After determining theappropriate forming value, the forming limit diagram of extra-deep drawingsteel was created using different samples. With this method, it has been seenthat the forming limit diagram of the desired material will be created withoutthe need for costly and time-consuming experimental methods.