Dergiler / Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi / 2023 / Cilt: 38 Sayı: 3

Eşit Kanallı Açısal Presleme Yönteminde Kanal Açılarının ve İç Köşe Kavisinin Deformasyona Etkisinin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi

Investigation of the Effect of Channel Angles and Corner Radius on Deformation in Equal Channel Angular Pressing Method by Finite Element Method

Sayfa
859–873
Yayın Tarihi
2023-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Elde edilen verilere göre en yüksek gerilme değeri Φ=90o, ψ=20o ve r=0 mm olan modelde gözlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Aşırı plastik deformasyona maruz bırakılma işlemi, malzemenin mekanik özelliklerini geliştirmek amacıyla ultra ince tanelerin oluşturulmasına olanak sağlamaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu açılar, uygulanacak olan kuvvet ve deformasyon miktarı üzerinde doğrudan etkilidir.
💡
Sonuç & Katkı:Elde edilen verilere göre en yüksek gerilme değeri Φ=90o, ψ=20o ve r=0 mm olan modelde gözlenmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Eşit kanallı açısal presleme (EKAP) · Sonlu elemanlar modeli (SEM) · Aşırı plastik deformasyon (APD)

Özet

Aşırı plastik deformasyona maruz bırakılma işlemi, malzemenin mekanik özelliklerini geliştirmek amacıyla ultra ince tanelerin oluşturulmasına olanak sağlamaktadır. Aşırı plastik deformasyon yöntemlerinden biri olan Eşit Kanallı Açısal Presleme (EKAP) yöntemi de malzeme kesitinde herhangi bir değişiklik olmadan, malzemenin kayma gerilmelerine maruz kalması sonucu mekanik özelliklerin iyileşmesine imkân sağlayan bir yöntemdir. Bu yöntemle malzemelerin mekanik özelliklerin daha da artması hem işlem parametrelerine ve hem de işlem parametrelerinin optimizasyonuna bağlıdır. Özellikle, malzemenin kanal içerisinden geçişi sırasında kalıp açıları kritik öneme sahiptir. Bu açılar, uygulanacak olan kuvvet ve deformasyon miktarı üzerinde doğrudan etkilidir. Deneysel süreç başlamadan malzemede meydana gelebilecek deformasyonu önceden tahmin etmek sürecin doğru ilerlemesi açısından çok önemlidir. Bu çalışmada tane boyutu üzerinde en etkili parametrelerden olan kanal açısı, dış kavis açısı ve iç köşe kavis değeri dikkate alınmıştır. Kanal açısı (Φ) 90o ve 120o, dış kavis açısı (ψ) 0o ve 20o, iç köşe kavis değerleri ise 0, 2, 4, 6, 8, 10 mm olarak alınmıştır. Kalıp ile numune arasındaki temas şekli, sürtünmesiz olarak kabul edilerek numunenin uğradığı deformasyon miktarı tespit edilmiş ve gerekli olan kuvvet değeri hesaplanmıştır. Elde edilen verilere göre en yüksek gerilme değeri Φ=90o, ψ=20o ve r=0 mm olan modelde gözlenmiştir. Kanal açısının artırılması kuvvet değerini azaltırken deformasyon miktarını da düşürmektedir. İç köşe kavis değerinin artması Φ=90o kanal açısı için gerilme değerlerinde önemli değişiklikler göstermesine rağmen Φ=120o kanal açısı için kayda değer değişiklikler gözlenmemiştir.

Abstract

The process of subjecting to severe plastic deformation enables the formation of ultra-fine grains in order to enhance the mechanical properties of the material. Equal Channel Angular Pressing (ECAP), which is one of the methods of extreme plastic deformation, is a technique that allows the improvement of mechanical properties by subjecting the material to shear stresses without any change in the material cross-section. The improvement of mechanical properties in materials through this method is dependent on both the process parameters and the optimization of these parameters. In particular, the die angles are of critical importance during the passage of the material through the channel. These angles directly influence the applied force and the amount of deformation that will occur. Predicting the deformation that may occur in the material prior to the start of the experimental process is crucial for the proper progression of the process. In this study, the channel angle, outer corner angle, and inner corner radius value, which are among the most influential parameters on grain size, have been taken into account. The channel angle (Φ) has been set to 900 and 1200, the outer corner angle (ψ) to 00 and 200, and the inner corner radius values to 0, 2, 4, 6, 8, and 10 mm. The contact between the die and the sample is assumed to be frictionless, and the amount of deformation undergone by the sample has been determined, and the required force value has been calculated. According to the obtained data, the highest stress value was observed in the model with Φ=900, ψ=200, and r=0 mm. Increasing the channel angle reduces the force value while also decreasing the amount of deformation. Increasing the inner corner radius value results in significant changes in stress values for the Φ=900 channel angle, but no significant changes were observed for the Φ=1200 channel angle.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

BAYSAL, E., KOÇAR, O., ANAÇ, N., DARICI, F. (2023). Eşit Kanallı Açısal Presleme Yönteminde Kanal Açılarının ve İç Köşe Kavisinin Deformasyona Etkisinin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi, Cilt: 38 Sayı: 3, 859–873. https://ajindex.com/articles/968080

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Skiba, J., Kossakowska, J., Kulczyk, M., Pachla, W., Przybysz, S., Smalc-Koziorowska, J., Przybysz, M., 2020. The Impact of Severe Plastic Deformations Obtained By Hydrostatic Extrusion on the Machinability of Ultrafine-Grained AA5083 Alloy. Journal of Manufacturing Processes, 58, 1232-1240
  2. Mishra, B., Mohapatra, S.K., Ranjan, V., Maity, K., 2020. Equal Channel Angular Pressing of The Aluminium Alloy: A Numerical Investigation. Materials Today: Proceedings, 26, 2173-2178
  3. Verlinden, B., 2018. Severe Plastic Deformation of Metals. Metallurgical and Materials Engineering. The Netherlands Press, Amsterdam, 166
  4. Mirzakhani, B., Payandeh, Y., 2015. Combination of Severe Plastic Deformation and Precipitation Hardening Processes Affecting The Mechanical Properties in Al–Mg–Si alloy. Materials & Design, 68, 127-133
  5. Mohapatra, S.K., Mishra, S.B., Joshi, K.K., Pradhan, S., 2019. Effect of the Hot Deformation on Mechanical and Wear Characteristics of the P/M AMC. Materials Today. Proceedings, 18, 5040-5047
  6. Demir, M., Tekin, O., Demir, A., 2020. T6 Yaşlandırma Isıl işlemi Uygulanan Ekstrude AA 7075 Alüminyum Alaşımlarının Mekanik Davranışları. Academic Perspective Procedia, 3, 763-771
  7. Güral, A., Tekeli, S., Aytaç, A., Türkan, M., 2012. Eşit Kanal-Açisal Presleme (Ekap) Yöntemiyle Aşiri Deformasyon Yapilmiş 7075 Alüminyum Alaşiminin Mikroyapisal Karakterizasyonu. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 27
  8. Roven, H.J., Werenskiold, J.C., 2004. Conventional Light Alloys Towards the Bottom-A Physical Metallurgical Approach. In Proceedings of the Nanomat Conference, Oslo, 32-40
  9. Baysal, E., Koçar, O., Kocaman, E., Köklü, U., 2022. An Overview of Deformation Path Shapes on Equal Channel Angular Pressing. Metals, 12, 1800
  10. Segal, V., 1995. Materials processing by simple shear. Materials Science and Engineering: A, 197, 157-164
  11. Furukawa, M., Horita, Z., Nemoto, M., Valiev, R.Z., Langdon, T.G., 1998. Factors Influencing The Flow and Hardness of Materials with Ultrafine Grain Sizes. Philosophical Magazine A, 78, 203-216
  12. Harsha, R., Kulkarni, V.M., Babu, B.S., 2018. Severe Plastic Deformation-A Review. Materials Today. Proceedings, 5, 22340-22349
  13. Langdon, T., 2008. Processing of Ultrafine-Grained Materials Using Severe Plastic Deformation: Potential for Achieving Exceptional Properties. Revista de Metalurgia, 44, 556-564
  14. Wang, C., Li, F., Chen, B., Yuan, Z., Lu, H., 2012. Severe Plastic Deformation Techniq