Sıcak haddeleme yöntemiyle elde edilmiş profilin simülasyon uygulamasıyla geri esneme ve artık gerilme miktarının belirlenerek prototip bükme uygulamasının gerçekleştirilmesi

Abstract

Maden galerileri ve tünellerde kullanılan sıcak haddelenmiş Toussaint-Heintzmann (TH) ismi ile anılan maden profilleri, haddeleme prosesi sonucunda uzun ürün olarak elde edilmektedir. Kalibrasyon parametreleri ve hammadde özelliklerine göre ürün istenilen uzunlukta hat üstünde kesilmekte, platform üzerinde soğutulmakta ve son olarak doğrultulmaktadır. Fakat ürün bu şekilde galeri veya tünellerde kullanılamaz. Standartların belirttiği tolerans değerleri içerisinde ve hedeflenen galeri ark ölçülerinde olmaları gerekmektedir. Kayar tahkimat, trapezoid vb. olarak monte edilebilmeleri için soğuk deforme edilmiş veya bükülmüş olmalıdırlar. Bükme esnasında en önemli tasarım girdisi % deformasyon ve geri esneme miktarı ile deformasyon yüküdür. Bu çalışmada; TH kesitte ve farklı boyutlarda sıcak veya termomekanik olarak haddelenmiş maden veya tünel profillerinin galeri tipine göre soğuk deformasyon şartları araştırılmıştır. Geri esneme ve kalıntı gerilme miktarının tespiti ve optimize edilmesi için sonlu elemanlar metodu temelli bükme simülasyonları çalışmaları yapılmıştır. Sonlu elemanlar metodu temelli bükme simülasyon çalışmalarından elde edilen proses parametrelerine göre prototip bükme faaliyetleri gerçekleştirilmiştir. Böylece maden ve tünel tahkimat sistemi elemanları olan kemerlerin elde edilmesi sağlanmıştır. Simülasyon destekli deformasyon süreçleri ve prototip bükme uygulamaları birbirleri ile kıyaslanarak geri esnemenin telafisine ve maden profillerinin soğuk deformasyon süreçlerindeki çatlak oluşumunun engellenmesine ilişkin çıktılar elde edilmiştir.

The mine profiles, which are called hot rolled Toussaint-Heintzmann (TH) used in mining galleries and tunnels, are obtained as a long product as a result of rolling process. According to the calibration parameters and raw material properties, the product is cut to the desired length on the line, cooled on the platform and finally straightened. However, the product cannot be used in galleries or tunnels in this way. They must be within the tolerance values specified by the standards and in the dimensions of the targeted galery arc. They must be cold deformed or cold bent as they can to be assembled as sliding support formations, trapezoid, etc. During bending, the most important design input is the % deformation and springback amount with deformation load.In this study; Cold deformation conditions of hot or thermomechanically rolled mine or tunnel profiles of different temperature and sections of TH section were investigated. Finite element method based bending simulations have been done to determine and optimize the amount of springback and residual stress. According to the process parameters obtained from bending simulation studies based on finite element method, prototype bending activities were performed. Thus, the arches with the elements of the mine and tunnel support system were obtained. Simulation supported deformation processes and prototype bending applications were compared with each other and the results were obtained for the compensation of springback and the prevention of crack formation in the cold deformation processes of metal profiles.