Sac metal şekillendirmede mukavemet arttırıcı parametrelerin optimizasyonu
Optimization of strength increasing parameters for sheet metal forming
Yazar: AHMET İLHAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK VAROL
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Endüstrinin farklı alanlarında tüketicilerin ihtiyaçlarını karşılamak için ürünler tasarlanmakta ve üretilmektedir. Ürünlerin fonksiyonel özellikleri tasarım aşamalarında belirlenmektedir. Sac metal şekillendirme teknikleri ile üretilen ürünler, kullanılacak oldukları yere göre belirli statik ve dinamik yüklere maruz kalabilmektedirler. Statik ve dinamik yük taşıma kabiliyetini sağlamak için yüksek akma ve çekme gerilimine sahip ham maddeler seçmek, gerek ürün maliyeti gerekse üretim yöntemlerini olumsuz etkilemektedir. 

Ar-Ge ve ürünlerin geliştirme aşamalarında malzeme seçimleri ve geometrik formlarının özellikleri doğru parametrelerde olmalıdır. Tasarlanan ürün prototiplerinin geçerli kılınması için uzun test süreçlerinden geçmesi gerekmektedir. Test sonuçları doğrultusunda yapılacak olan her bir iyileştirme prototip süreçlerini baştan başlatarak zaman ve maliyet kayıplarına yol açmaktadır. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte sonlu elemanlar analiz programlarının ürün geliştirme faaliyetlerine katkısı olmuştur. Ürünlerin taşıması gereken statik ve dinamik yükler bilgisayar destekli analiz programları ile simule edilebilmektedir ve gerekli iyileştirmeler prototip faaliyetlerden önce öngörülebilmektedir. Tasarım aşamasında geometrik formları ve malzeme özellikleri daha doğru belirlenen ürünlerin seri üretime geçişleri daha hızlı olmaktadır. 

Bu çalışmada, beyaz eşya sanayide yatay eksendeki kapakların açılıp kapanmasını ve istenen seviyelerde dengede durmalarını sağlayan yaylı bir menteşe mekanizması ele alınmıştır. Menteşenin montajlanacak olduğu ürünün geometrik sınırları, çalışma şartları ve çalışma aralıkları tanımlıdır. Çalışmanın ilk aşamasında, menteşeyi oluşturan her bir parça için detaylı çizimler SolidWorks CAD yazılımı yardımı ile yapılmıştır ve 3D katı modeller oluşturulmuştur. Üretimi gerçekleştirilen menteşe mekanizması açma kapama ömür test cihazı ile test edilmiştir. Testler sonucunda deformasyona uğrayan parçaların sonlu elemanlar analizleri SolidWorks Similation ile yapılmıştır ve test sonuçları ile benzer bulgular elde edilmiştir. Deformasyona uğrayan parça için önerilen geometrik iyileştirme yapılarak sonlu elemanlar analizlerinin laboratuvar testleri ile karşılaştırmalı sonuçları incelenmiştir.

Anahtar kelimeler: Ürün Geliştirme, Sac Metal Şekillendirme, Sonlu Elemanlar Analizi, Menteşe Mekanizması, Ömür Çevrim Testi.

Abstract:
Products are designed and produced to meet the needs of consumers in different areas of the industry. The functional properties of the products are determined in the design stages. The products produced by sheet metal forming techniques are subject to certain static and dynamic loads, depending on where they are to be used. Choosing raw materials with high yield and tensile stress to achieve static and dynamic load carrying capability negatively affects production methods if product cost is required.

In the development stages of R & D and products, the properties of material choices and geometric forms must be at right parameters. Design prototypes must be validated long after the testing process. Each improvement that is to be made in line with the test results leads to time and cost losses by initiating prototype processes from scratch. With the development of technology, end-user contributed to product development activities of analysis programs. Static and dynamic loads that products need to carry can be simulated with computer-assisted analysis programs, and necessary improvements can be anticipated before prototype activities. In the design phase, serial production transitions of products with more accurate geometric forms and material properties become faster.


In this study, a white hinge mechanism was devised to allow the horizontal axis of the white goods industry to open and close the covers and to keep the desired levels in balance. The geometric limits, operating conditions and operating ranges of the product to which the hinge will be mounted are defined. In the first phase of the work, detailed drawings for each piece making up the hinge were made with the help of SolidWorks CAD software and 3D solid models were created. The produced hinge mechanism was tested with the opening and closing life tester. The results of the tests were analyzed with SolidWorks Simulation, and the results were similar to those of the test results. The proposed geometric improvement for the part subjected to the deformation has been investigated and the results of the end element analysis compared with the laboratory tests have been examined.

Keywords: Product Development, Sheet Metal Forming, Finite Element Analysis, Hinge Mechanism, Life Cycle Test.