Sac levhaların şekillendirilebilirliğine etki eden değişkenliklerin incelenmesi
An analysis of process and modelling parameters in sheet metal formability
Yazar: OSMAN HAMDİ METE
Danışman: Y.DOÇ.DR. MEHMET FIRAT
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Geri yaylanma = Springback ; Sac-metal = Sheet-metal ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Süreç tasarımı = Process design ; Şekil verme = Shaping

Özet:
Sac parçaların şekillendirme yoluyla imalatında en önemli adım şekillendirme işleminin belirlenmesi ve parça üretimini sağlayacak kalıpların yapılmasıdır. Bundan dolayı, kalıpların üretiminden önce işlem ve kalıp tasarımının belirlenmesi maliyeti direk etkileyen çok önemli iki aşamadır. Gelişen bilgisayar ve mühendislik teknolojileri, bu iki aşamanın bilgisayar ortamında benzetiminin yapılabilmesine ve maliyetlerin azaltılmasına katkı sağlamaktadır. Günümüzde üretim süreçlerinin benzetiminde kullanılan analitik yaklaşımların başında Sonlu Elemanlar Yöntemi gelmektedir.Bu çalışmada amaç; SE yöntemini belli bir sistematik içinde kullanarak, endüstriyel bir sac parçasının proses tasarımında etkin bir yöntem geliştirmektir. Bu kapsamda kullanılan mühendislik yaklaşımlarında yapılan kabullerin ve benzetim parametrelerinin hesaplama sonuçlarına ne derecede etki ettiğinin bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenle çalışmada ilk olarak, kullanılması düşünülen yöntem ve mühendislik yaklaşımı hakkında temel bilgiler verilmiştir. Daha sonra seçilen şekillendirme parametrelerine bağlı olarak, şekillendirme ve sonrasında oluşan geri esneme deformasyonlarının sonuçlar üzerindeki etkisini incelenebilmesi için U-kanal çekme modeli kullanılmıştır. Çalışmanın bu kısmında yöntemin uygulanma şeklinden kaynaklanan değişkenlikler ve fiziksel sürecin tanımlanmasında ihtiyaç duyulan parametreler birbirinden bağımsız olarak incelenmiştir.Önerilen mühendislik yaklaşımı seçilen endüstriyel bir sac parça üzerinde uygulanmıştır. Bu uygulamada amaç, şekillendirme prosesine etki eden baskı kuvveti ve süzdürme çubuklarının batma miktarlarındaki değişkenliğin, şekillendirme ve geri esneme sonuçlarına etkilerini belirleyerek en uygun benzetim parametrelerini tespit etmektir. Öngörülen parametre değişkenlikleri ortogonal tablo oluşturularak incelenmiş ve geliştirilen cevap yüzey fonksiyonları proses tasarımında karar verilmesi gereken en uygun parametre değerlerinin tespit edilmesinde kullanılmıştır. Tespit edilen proses parametreleri ile yapılan hesaplama sonuçlarının tatmin edici seviyede olduğu görülmüştür.

Abstract:
The most important step for manufacturing of the sheet metal parts by means of stamping technology is to determine the optimum process conditions and to construct stamping dies which provide the production of such sheet metal parts. Therefore, the determination of the die process and design prior to the production of the dies, are very significant two stages that directly affect the manufacturing cost. Developing computer and engineering technologies contribute significantly to make the simulation of these stages with computers and also to the reduction of the costs. Finite Elements Method is one of the primary analytical approaches that are used for the simulation of production period for the time being.The aim of this study is to develop an effective method for the process design of the industrial sheet metal part by using FE method systematically. Therefore, it is necessary to know the level of effect of simulation parameter and assumptions in an engineering approach to computational results. Primarily, some basic information was given about the method and engineering approach considered to be used in the study. Then, in relation to the chosen stamping parameters, U-channel model has been used for examining the effects upon the results of the springback deformations that occur during stamping and thereafter. In this part of the study, the variabilities that originate from the mode of application method and the parameters that are needed for describing the physical process have been separately examined.The proposed engineering approach has been applied in the process and tooling designs of the chosen the industrial sheet metal part. The objective of this section is to determine the blank holder force?s effect that affects stamping process and drawbeads penetration quantity?s variability?s effect upon stamping and springback results and also determine the most suitable simulation parameters. Predicted parameter variabilities have been examined by doing an orthogonal design table. The calculated response surface functions have been used in order to determine the most appropriate parameters in process design. Determined process parameters and calculated results have been found satisfactory.