Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi
Yıl: 2016 Cilt: 19 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 297 - 304 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.2339/2016.19.3 297-304 İndeks Tarihi: 20-06-2021
Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi
Öz: Bu çalışmada, düzlemsel gerinim koşulları altında iş parçasında oluşan kalıcı gerilmeleri tahmin etmek için dik kesme sürecininısıl-mekanik sayısal analizi gerçekleştirilmiştir. Kalıcı gerilmeleri belirlemek için uyarlamalı ağ ve açık dinamik çözüm tekniklerikullanılarak Arbitrary Lagrangian Eulerin (ALE) formülasyonlu sonlu eleman (SE) modeli kurulmuştur. 20NiCrMo5 çeliğinindik kesme süreci için SE benzetimleri tamamlandığında, kesici takım geri çekilmiş ve gerilmeler yatıştırılmıştır. Benzetimsonuçları, işlenen yüzeyin çekme gerilmelerine sahip olduğunu ortaya çıkarmıştır. Tahmin edilen kalıcı gerilmeler literatürdemevcut deneysel olarak ölçülen verilerle de karşılaştırılmıştır. SE benzetimlerinden elde edilen işlenen yüzeyin kalıcı gerilmelerioldukça makul bir doğruluğa sahiptir. SE analizlerinden belirlenen teğetsel kalıcı gerilme değerleri kesme parametrelerinieniyilemek ve mekanik bileşenlerin ömrünü artırmak için kullanılabilir.
Anahtar Kelime: Finite Element Modeling of The Residual Stresses In Orthogonal Machining Process
Öz: In this work, a thermo-mechanical numerical analysis of orthogonal machining process is performed to estimate the residual stresses induced in workpiece under plane-strain conditions. To determine the residual stresses, a finite element (FE) model with Arbitrary Lagrangian Eulerin (ALE) formulation is established by employing adaptive meshing and explicit dynamics solution techniques. When FE simulations are completed for the orthogonal cutting process of 20NiCrMo5 steel, the cutting tool is withdrawn and the stresses are relieved. The results reveal that the machined surface is tensile stresses. The estimated residual stresses are also compared with experimentally measured data available in the literature. The residual stresses of the machined surface obtained from the FE simulations have a quite reasonable accuracy. The values of the tangential residual stresses determined from the FE analyses can be utilized to optimize cutting parameters and improve the life of mechanical components.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Liang S.Y. and Su J.-C., “Residual stress modeling in orthogonal machining”, CIRP Annals - Manufacturing Technology, 56: 6568, (2007).
- 2. Ulutan D., Alaca B.E. and Lazoglu İ., “Analytical modelling of residual stresses in machining”, Journal of Materials Processing Technology, 183: 77–87, (2007).
- 3. Özel T. and Zeren E., “Finite element modeling the influence of edge roundness on the stress and temperature fields induced by high-speed machining”, The international journal of Advanced Manufacturing Technology, 35: 255267, (2007).
- 4. Stenberg N. and Proudiana J., Numerical modelling of turning to find residual stresses, Procedia CIRP, 8: 258– 264, (2013).
- 5. Prasad C.S., “FEM modeling to verify residual stress in orthogonal machining”, Lap Lambert Academic Publishing, Saarbrücken, Deutschland, (2010).
- 6. Shih A.J. and Yang H.T.Y., “Experimental and finite element predictions of the residual stresses due to orthogonal metal cutting”, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 36: 1487–1507, (1993).
- 7. Tekaslan Ö., Gerger N. ve Şeker U., “AISI 304 östenitik paslanmaz çeliklerin farklı kesme parametreleri ile tornalama işleminden sonra oluşan kalıcı gerilmelerin araştırılması”, Gazi Ünivertitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 24: 443452, (2009).
- 8. Shet C. and Deng X., “Residual stresses and strains in orthogonal metal cutting”, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 43: 573587, (2003).
- 9. Salio M., Berruti T. and Poli G., “Prediction of residual stress distribution after turning in turbine disks”, International Journal of Mechanical Sciences, 48: 976984, (2006).
- 10. Miguélez M.H., Zaera R., Molinari A., Cheriguene R. and Rusinek A., “Residual stresses in orthogonal cutting of metals: The effect of thermomechanical coupling parameters and of friction”, Journal of Thermal Stresses, 32: 269289, (2009).
- 11. Liu C.R. and Guo Y.B., “Finite element analysis of the effect of sequential cuts and tool-chip friction on residual stresses in a machined layer”, International Journal of Mechanical Science, 42: 10691086, (2000).
- 12. Guo Y.B. and Liu C.R., “FEM analysis of mechanical state on sequentially machined surfaces”, Machining Science and Technology, 6: 2141, (2002).
- 13. Vaz M. Jr, Owen D.J.R., Kalhori V., Lundblad M. and Lindgren L.-E., “Modelling and simulation of machining processes”, Archives of Computational Methods in Engineering 14: 173204, (2007).
- 14. Adetoro M.B. and Wen P.H., “Simulation of end milling on FEM using ALE formulation”, Abaqus User’s Conference, New Port, Rhode Island, USA, 119, (2008).
- 15. Johnson G.R. and Cook W.H., “A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures”, Proc. of the 7th International Symposium on Ballistics, The Hague, The Netherlands, 541547, (1983).
| APA | AYDIN. M (2016). Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. , 297 - 304. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| Chicago | AYDIN. Mehmet Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. (2016): 297 - 304. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| MLA | AYDIN. Mehmet Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. , 2016, ss.297 - 304. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| AMA | AYDIN. M Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. . 2016; 297 - 304. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| Vancouver | AYDIN. M Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. . 2016; 297 - 304. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| IEEE | AYDIN. M "Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi." , ss.297 - 304, 2016. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| ISNAD | AYDIN., Mehmet. "Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi". (2016), 297-304. https://doi.org/10.2339/2016.19.3 297-304 |
| APA | AYDIN. M (2016). Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. Politeknik Dergisi, 19(3), 297 - 304. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| Chicago | AYDIN. Mehmet Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. Politeknik Dergisi 19, no.3 (2016): 297 - 304. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| MLA | AYDIN. Mehmet Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. Politeknik Dergisi, vol.19, no.3, 2016, ss.297 - 304. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| AMA | AYDIN. M Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. Politeknik Dergisi. 2016; 19(3): 297 - 304. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| Vancouver | AYDIN. M Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. Politeknik Dergisi. 2016; 19(3): 297 - 304. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| IEEE | AYDIN. M "Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi." Politeknik Dergisi, 19, ss.297 - 304, 2016. 10.2339/2016.19.3 297-304 |
| ISNAD | AYDIN., Mehmet. "Dik Kesme İşleminde Kalıcı Gerilmelerin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi". Politeknik Dergisi 19/3 (2016), 297-304. https://doi.org/10.2339/2016.19.3 297-304 |
