Aşındırıcı su jeti (asj) ile kayaç kesmede parametrik değişimlerin ve malzeme dokusal özelliklerinin kesme performansı üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of effects of the parametric changes and material textural properties on the cutting performance in rock cutting by abrasive waterjet (awj)
Yazar: İZZET KARAKURT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. KERİM AYDINER
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışmada; aşındırıcı su jeti ile kayaç kesmede, parametrik değişimlerin ve malzeme dokusal özelliklerinin kesme performansı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar Taguchi deney tasarımı ile gerçekleştirilmiştir. Kesme performans göstergeleri olarak her bir örneğin kesme ve kesme aşınma bölgesi derinliği, kesme genişliği, kerf açısı ve yüzey pürüzlülüğü ölçülmüştür. Parametrik değişimlerin ve kayaç dokusal özelliklerinin kesme performansı üzerindeki etkileri, ortalamaların ortalaması (mean of means) ilkesine göre değerlendirilmiştir. Ayrıca, varyans analizleri (ANOVA) ile proses üzerinde istatiksel olarak etkili olan kontrol faktörleri tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde, parametrik değişimlerin performans ölçütleri üzerindeki etkilerinin literatürde mevcut araştırmalarda elde edilen sonuçlarla uyumlu olduğu görülmüştür. Varyans analizleri sonucunda; kesme performans göstergeleri üzerinde istatiksel olarak anlamlılık derecesi yüksek olan kontrol faktörlerinin; kesme hızı, aşındırıcı boyutu ve meme-örnek mesafesi olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, kesme performans göstergeleri ile kayacı oluşturan minerallerin bileşim oranları arasında anlamlı bir ilişki bulunamamıştır. Ek olarak, kesme performans ölçütlerinin kayaç tane boyutundan ve tanelerin diziliminden önemli ölçüde etkilendiği gözlenmiştir.

Abstract:
In this study; effects of the parametric changes and the material textural properties on the cutting performance in abrasive waterjet cutting of rock are investigated. Experimental studies are conducted on the basis of Taguchi design approach. The cut and cutting wear zone depth, the kerf width, the kerf angle and the surface roughness of each sample are measured as cutting performance indicators. Effects of the parametric changes and material textural properties on the cutting performance are assessed by mean of means. Additionally, the control factors being statistically significant on the process are determined through the analysis of variance (ANOVA). When the results are examined, it is seen that the effects of the parametric changes on the performance indicators are in accordance with the results of the studies existing in relevant literature. As a result of ANOVA, it is determined that the control factors which have statistically high significance on cutting performance indicators are the traverse speed, the abrasive size and the standoff distance. Furthermore; a consistent relation between the minerals? compositions forming the rock and cutting performance indicators could not be established. Additionally, it is observed that the cutting performance indicators are dramatically affected by the grain size of the rock and spatial arrangement of the grains.