PROF. DR. HALUK DARENDELİLER

Effect of constitutive modeling in sheet metal forming Bünye denklemlerinin sac metal şekillendirme üzerindeki etkisi

Bu çalışmada metal levha şekillendirme işlemlerinde bünye modellerin etkisi incelenmiş ve bu amaçla eksenel simetrik ve kare levha çekme ile V-bükme işlemlerinin simülasyonları yapılmıştr. Simülasyonlar sekiz değişik bünye modeli için uygulanmıştır. Numerik analizler 1 mm kalınlığında üç değişik malzeme; St12 çelik, Al-5182 alüminyum ve paslanmaz çelik 409 Ni kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlarda açık sonlu eleman kodu kullanılmıştır. Kare levha çekme işleminde, St12 çeliği için 2 kN, 4 kN ve 5 kN’luk üç değişik pot çember kuvveti uygulanmış ancak, paslanmaz çelik ve Al-5182 alüminyum için sadece 5 kN’luk pot çember kuvveti uygulanmıştır. Simülasyon sonuçlarını değerlendirmek için çeşitli deneyler gerçekleştirilmiş ve analitik hesaplamalar yapılmıştır. Silindrik levha çekme işlemi için değişik bünye modelleri kullanılarak elde edilen simülasyon sonuçları, kalınlık gerinim ve eşdeğer gerilme dağılımları göz önüne alındığında analitik hesaplama sonuçları ile tutarlılık göstermektedir. Kare levha çekme işlemlerinde, simülasyonlar ve deneyler ile elde edilen şekillendirilmiş levhaların kenar geometrileri tutarlı olmasına rağmen eşdeğer gerilme dağılımları şekillendirilmiş levha içerisinde değişik modeller için farklılık göstermektedir. Nümerik ve deneysel olarak elde edilen geri yaylanma miktarlarıda tutarlılık göstermektedir. Parçalı doğrusal plastisite ve Swift kanunu bağlantılı plastisite bünye modelleri ile elde edilen simülasyon sonuçları, analitik sonuçlar ve deneyler ile tutarlılık göstermektedir.

Large deformation analysis of shells under impulsive loading Ani yükleme altında büyük deformasyona uğrayan kabuk yapıların incelenmesi

Bu tez çalışmasında kabuk yapıların yüksek miktarda ve kısa zaman aralığındaki yüklemeler karşısındaki davranışı sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmiştir. Bu amaçla, açık zaman entegrasyonu yöntemini kullanan grafik ara yüzüne sahip bir sonlu elemanlar programı geliştirilmiştir. Geliştirilen program, büyük şekil değiştirme ve elastik-plastik malzeme özelliğinden kaynaklanan doğrusal olmayan davranışı hesaba katmaktadır. Geliştirilen program ile elde edilen sonuçlar literatürde bulunan deney sonuçları ve ticari bir yazılım olan Ls-Dyna programı benzetimleri ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen veriler incelendiğinde tutarlı sonuçlara ulaşıldığı değerlendirilmiştir.

Implementation and comparison of different constitutive models in deep drawing process Derin çekme işleminde farklı bünye denklemlerinin uygulanması ve karşılaştırılması

Bu çalışmanın amacı silindirik, kare ve yarı küresel derin çekme işlemlerinin benzetiminde BBC2008-8p, Yld2003-8p, Hu2003, izotropik pekleşme, kinematik pekleşme, kombine pekleşme ve Hill?48 modellerinin kullanımının etkilerini tespit etmektir. Bu amaçla, çalışmanın bilgisayar benzetim ve deneysel aşamalarında 1 mm kalınlığında iki farklı sac malzeme, SS304 paslanmaz çelik ve DKP6112 çelik ve farklı zımba hareket boyları kullanılmıştır. BBC2008-8p, Yld2003-8p ve Hu2003 modelleri kullanıcı malzeme altyordamı aracılığıyla yazılıma uygulanmıştır. Yedi model için benzetim sonuçlarından elde edilen kalınlık gerinim dağılımları deneysel bulgularla uyumluluk açısından karşılaştırılmıştır. Uygulanan güncel modellerden BBC2008-8p, Yld2003-8p ve Hu2003 modellerinin bu çalışmada sunulan derin çekme uygulamaları için malzeme davranışını daha iyi tahmin ettiği görülmüştür.

Springback analysis in bending through finite element method based artificial neural networks Bükme işlemlerindeki geri yaylanmanın sonlu elemanlar yöntemine dayanan yapay sinir ağları ile analizi

Metal şekillendirme işlemlerinde istenilen parça şeklinin elde edilebilmesi için geri yaylanmanın belirlenmesi önem taşımaktadır. Geri yaylanma miktarı birçok uygulamada deneme yanılma yöntemi, sayısal metotlar ya da kitaplar aracılığı ile saptanmaktadır. Yapay sinir ağı algoritması mühendisler için faydalı bir araçtır ve bu çalışmada serbest, V-kalıp ve kenar bükmede geri yaylanma miktarının tespitinde kullanılmıştır. Bu amaçla, bükme işlemleri sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilmiş ve kalınlık, kalıp kenar yarıçapı, bükme açısı gibi değişik parametreler için geri yaylanma miktarları bir araya getirilmiştir. Daha sonra, bükme uygulamaları için geri yaylanma miktarları, geri yayılımlı öğrenme algoritmasına sahip bir yapay sinir ağı geliştirilerek saptanmıştır. Üç bükme işleminin yapay sinir ağı sonuçları endüstriyel bir parçanın analizi için birleştirilmiştir. Buna ek olarak serbest bükme işlemi için deneysel bir bükme işlemi analiz edilmiştir. Serbest, V-kalıp ve kenar bükme işlemlerindeki geri yaylanma miktarlarının saptanmasında yapay sinir ağının etkili bir şekilde kullanılabileceği gösterilmiştir.

Inner ring fatigue analysis of rolling element bearings Rulman iç bileziğinin yorulma ömrü analizi

Rulman endüstride en çok kullanılan makine elemanlarından biridir. Rulman seçiminde göz önünde tutulması gereken en önemli kıstas rulmanın yorulma ömrüdür. Rulman ömrünün öngörülebilmesi için ilk çalışmalar 1950’lerde Lundberg ve Palmgren tarafından yapılmıştır (Harris, 1999). Bu çalışmaların sonuçları ANSI, ABMA ve ISO standartlarına geçmiş ve günümüzde sanayide yaygın olarak kullanılmaktadır. Lundberg-Palmgren formülasyonu, rulmana etki eden kuvvet ne kadar küçük olursa olsun, gerilim altındaki hacmin yorulmaya maruz kalacağını kabul eder. Bu çalışmada, rulmanların yorulma ömrü için geliştirilmiş olan dört temel metot olan; Weibull, Lundberg-Palmgren, Ioannides-Harris, Zaretsky metodları incelenmiştir. Rulman iç bileziği ve bilyenin sonlu elemanlar modeli oluşturulmuş, iç bilezik ve bilya içindeki gerilim değerleri değişken rulman yüklerine göre sayısal olarak tespit edilmiştir. İç bilezik yorulma hesapları Tüm Ömür Analizi (S-N metodu) ve Çatlak Oluşumu Analizi (?-N metodu) kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ISO formülasyonu ile karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonunda, S-N ve ?-N metotları ile gerçekleştirilen ömür hesaplarının ISO metoduna göre malzemenin yorulma sınırından daha yüksek gerilmeye neden olan yüksek yükler için daha muhafazakar sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. Kullanılan yöntemler malzemenin yorulma sınırını göz önünde bulundurmaktadır. Bundan dolayı rulman içindeki gerilmelerin sınır gerilmeden daha büyük olmadığı durumlarda rulman ömrü sınırsız olmaktadır. Buna ek olarak rulman üzerindeki değişken yüklerin rulman ömrüne doğrudan etki ettiği tespit edilmiştir. Rulmana etkiyen kuvvetin yarattığı gerilimlerin malzemenin yorulma sınırının üzerindeki seviyelerden, uygulanan kuvvetlerin yarattığı gerilimlerin yorulma sınırı altında kalan seviyelere değişmesi durumunda rulman ömrünün ISO formülasyonu ile öngörülenden daha fazla olacağı tespit edilmiştir. Anahta Kelimeler: Rulman , Yorulma Ömrü, Sonlu Elemanlar Metodu