AISI 304L Paslanmaz çeliğin sıvama parametrelerinin sonlu elemanlar yöntemiyle belirlenmesi

Determination of the spinning parameters of AISI 304L stainless steel by using finite element method

Özet

Sıvama operasyonlarının düşük maliyetli ve istenen ölçü tamlığında gerçekleştirilebilmesi için, işlemeparametrelerinin önceden tespit edilmesinin çok önemli olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada, ilerleme hızı,sac malzeme cidar kalınlığı ve devir hızı parametreleri sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Sonluelemanlar analizlerinden elde edilen iş parçası cidar kalınlıklarıyla deneysel çalışmalar sonucunda eldeedilen numune cidar kalınlıkları kıyaslanmıştır. Deneylerde kullanılan geometriler ve malzemeler sayısal olarak modellenmiş ve simufact forming® yazılımı tarafından üç farklı iş mili hızı ve besleme hızı işlemekoşullarına göre analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarından elde edilen gerilmeler, gerinmeler ve kalınlıkdağılımlarının ilerleme hızı ve devir hızıyla olan ilişkileri incelenmiştir. İlerleme hızının devir hızına oranla iş parçası cidar kalınlığı üzerinde daha belirgin etkisi olduğu görülmüştür. Ayrıca, sıvama kuvvetinin eksenelve radyal bileşenlerinin zamanla değişimi incelenmiştir. Deneysel sonuçlarla sayısal sonuçların birbiriyleuyumlu olduğu belirlenmiştir. Bu sonuca dayanarak, sayısal analizlerin sıvama işleminde ihtiyaç duyulanbaşlangıç parametrelerinin ve ortaya çıkacak nihai iş parçası geometrisinin önceden kestirimindekullanılabileceği gösterilmiştir

Abstract

It is well known that defining process parameters prior to the metal spinning process is very important dueto obtaining accurate results and manufacturing with low cost. In this study, feed rate, material thickness andspindle speed in a spin forming process were investigated both numerically and experimentally. Materialthickness results from the FEM analysis and from experimental studies were compared. The geometries andmaterials used in the experiments were numerically modeled and analyzed by simufact forming® software according to three different spindle speeds and feed rates processing conditions. The relation of stress, strainand wall thickness variation results of the analyses to the process parameters of feed rate and spindle speedwere examined. The effect of feed rate was more prominent on wall thickness of workpieces rather thanspindle speed. Furthermore, the variation of the axial and radial components of the spinning force over timehas been investigated. Results of experiments and analyses were found in good agreement. Therefore, it wasclearly shown that numerical analyses can be employed for the prediction of required initial parameters andfinal shape of workpiece