2024-T3 alüminyum alaşımların kademelendirme oranı ve malzeme kalınlığının kademelendirme yöntemiyle şekillendirmeye etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effect of gradation ratio and material thickness of 2024-T3 aluminum alloys on joggle forming method
Yazar: SERDAR YURDUSEVEN
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR BORA
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu yüksek lisans tez çalışmasında havacılık sektöründe yaygın olarak kullanılan 2024-T3 alüminyum alaşımın kademelendirme yöntemiyle şekil verme sırasında geri yaylanma miktarı sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. 2024-T3 alüminyum alaşıma sahip uçak parçalarında sac metal malzeme kalınlıkları ve kademelendirme oranı olan L/D değerleri belirlenmiştir. Sac metal malzeme kalınlıkları olarak 0,8 mm, 1,2 mm ve 1,6 mm seçilmiş ve L/D oranı olarak ise 3, 5 ve 10 belirlenmiştir. L formuna sahip uçak parçalarının kademelendirme sonrasında geri yaylanma miktarı için sayısal çalışmalar PAM-STAMP sonlu elemanlar şekillendirme analiz programı kullanılmıştır. Aynı parametrelere sahip sac metal malzemeler imalat yöntemleri kullanılarak üretilmiş ve ayarlanabilir standart kalıplar ile birlikte şekillendirme tezgahı yardımıyla kademelendirme şekli verilmiştir. Farklı kalınlık ve farklı L/D oranına sahip şekillendirilmiş sac metal malzemeler hassas yükseklik ölçüm cihazı ile geri yaylanma miktarları ölçülmüştür. Sayısal analizler ve deneysel çalışmalar sonrasında sac metal malzeme kalınlığının artması ile birlikte geri yaylanma miktarının azaldığı, L/D oranının artması ile birlikte geri yaylanma miktarının arttığı belirlenmiştir. Bu çalışmalar sonucunda spesifik boyutlarda üretilecek uçak parçalarının kalıp tasarımlarında geri yaylanma telafisi için bir katalog oluşturulacaktır. Bunun paralelinde 2024-T3 alüminyum alaşım kullanılacak kademelendirilmiş uçak parçaların tasarımına da girdi olarak bu katalog verileri kullanılabilecektir.

Abstract:
The aim of this study was to analyze the extent of spring-back effect during formation of the aluminum 2024-T3 material both computationally and emperimentally using the gradation method which is commonly used in the aerospace industry. The material thickness of the sheets and the values of the gradation ratio L/D for aircraft parts are determined to be made of aluminum alloy 2024-T3. The selected sheets are of thickness 0,8mm,1,2mm and 1,6mm and the L/D ratios 3,5 and 10. Computational studies have been carried out using the PAM-STAMP finite element forming analysis program to determine the ratio of spring-back of a planar part after joggling. The sheets of the metal of the same characteristics were produced by using conventional fabrication methods while the gradation form was taken using adjustable tools and forming machine. The sheets of metal formed with different thickness and L/D ratios and the spring back was measured using precision height measuring devices. After conducting computational analysis and experimental studies, it was discovered that the amount of spring-back decreased with increase in thickness of sheet, whereas the amount of of spring-back increased with increase in L/D ratio. As a result of this investigation a catalogue for spring-back compensation in the manufacture of aircraft parts in specific sizes is being developed. Also, this catalogue data will be available in parallel as input for the tool design operations of aircraft parts that made of Aluminum 2024-T3.