Etial 141,145 ve 160 tipi döküm alüminyum ile plaka tipi alüminyum malzemeler için yorulma makinası tasarımı ve eğilmeli yorulma davranışlarının incelenmesi
Design of fatigue test apparatus for etial-141, 145 and 160 type cast aluminium and plate aluminium materials and investigation of bendind fatigue behaviour
Yazar: NURCAN KUMRU
Danışman: DOÇ.DR. İRFAN AY
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Weibull dağılımı = Weibull distribution

Özet:
Bu çalısmada piyasadan temin edilen 1XXX serisi 3 mm kalınlığındaki plakadan haddedoğrultusunda (boyuna) ve hadde doğrultusuna dik doğrultuda (enine) kesilmis Alüminyumnumuneler ile ET?AL 141 (4XXX.X serisi), ET?AL 145 (9XXX.X serisi) ve ET?AL 160 (3XXX.Xserisi) malzemesinden döküm yoluyla hazırlanmıs numuneler, olmak üzere bes grup numunenineğilme yorulması davranısları incelenmistir.Çalısmanın hedefi, alüminyum alasımlarından yapılmıs rüzgar türbini ve eksenel fankanatlarındaki eğilme yorulmasından dolayı olusan hasarı basite indirgeyerek incelemeyeyöneliktir. Bu elemanlardaki yükleme ve gerilme sekline benzer bir yorulma yapabilmek içinçalısmanın amacına uygun olarak düzlemsel eğme gerilmeli yorulma makinesi tasarlanmıs veimal edilmistir.Öncelikle tüm malzeme gruplarındaki numunelerin çekme, ve üç noktadan eğme testleriyapılmıs ve sonuçlar değerlendirilmistir. Daha sonra tüm numune gruplarında 10 basamaktakifarklı sehimlerde yapılan yorulma testleri sonucunda elde edilen deneysel veriler kullanılarak S? N diyagramları (Wöhler eğrileri) çizilmistir.Hasar kriteri ve yorulma ömür sınırı olarak, ortalama N = 107 çevrimine karsılık geleneğilme gerilmesi alınmıstır. Deney verilerinin istatistiksel değerlendirilmesi için iki parametreliWeibull dağılımı kullanılmıstır. Kırılma yüzeyleri, optik mikroskopta 20X ve 40X büyütülmüsfotoğrafları çekilerek makro düzeyde ve SEM cihazında 30X ? 1000X arasında fotoğraflarıçekilerek mikro düzeyde incelenmistir.Yorulma deneyleri sonuçlarına göre en yüksek yorulma ömrü, ET?AL 160 (3XXX.X serisiAl ? Si ? Cu) döküm malzemesinden elde edilmis numunelerde olduğu tespit edilmistir. Testsonuçlarının hazır plaka alüminyum numunelerde, hadde doğrultusundan, döküm numunelerdeise döküm kusurlarından etkilendiği görülmüstür.ANAHTAR SÖZCÜKLER: alüminyum / eğilme yorulması / eğilme yorulması test cihazı/ Weibull dağılımı / alüminyumda döküm kusurları

Abstract:
In this study, the first the bending fatigue behaviour of 1XXX series 3mm thicknessaluminium plate which bought from market samples which have been cut the way of rolling andvertical on the way of rolling is examined. The second the bending fatigue behaviour of sandcast aluminium samples which have ET?AL 141 (4XXX.X series), ET?AL 145 (9XXX.X series)and ET?AL 160 (3XXX.X series) is examined.The aim of this study is to find the ways to decrease the damage caused by bendingfatigue in using turbine and its axis fan blades made of aluminium alloy. To create a similarfatigue as to loading and stress type in these elements, a plane bending stress fatigue machineis projected and produced in order to reach the goal of the study.Before all else, samples which in the all material groups tensile and three pointsbending tests are done and the results are evaluated. Afterwards experimental data which is gotfrom fatigue test results that are done different gaps in 10 steps is use and S ? N diagrams(Wöhler curves) are drawn.The bending stress which is equivalent to an average of N = 107 cycle is accepted asdamage criteria and fatigue limit. The Weibull dispersion with two parameters is used toevaluate the numerical data of experiments. The 20X and 40X enlarged pictures of the fracturesurfaces are taken by means of an optical microscope in macro level and the 30X ? 1000Xenlarged pictures of the fracture surfaces are taken by means of SEM apparatus in micro levelis examined.According to the fatigue test results, the longest fatigue life is determined of sampleswhich is got from sand cast ET?AL 160 (3XXX.X series Al ? Si ? Cu) materials. The test resultswhich are affected from the rolling direction in aluminium plate and casting defects in castsamples are seen.KEY WORDS: aluminium / bending fatigue / bending fatigue test apparatus / Weibull dispersion/ aluminium cast defects