Computer aided analysis of axisymmetric ring forging

Abstract

ÖZET EKSENEL SİMETRİK HALKADA BİLGİSAYAR YARDIMI İLE DÖVME ÇÖZÜMLEMESİ KAYA, Ö. Oğuz Yüksek Lisans Tezi, Makina Mühendisliği Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Birol KILKIŞ ORTAK Tez Yöneticisi: Prof -Dr. Bilgin KAFTANO?LU Şubat 1988 Bu çalışmanın amacı, eksenel simetrik halka bir parçada dövme çözümlemesinin bilgisayar yardımıyla yapılmasıdır. Bu amaç için, bir üst sınır şekil değiştirme yöntemi kullanıldı. Malzeme akışı, iç ve dış yüzeylerde şişkinlik katsayısını dikkate alan kinematik kabul olunabilir bir hız alanı tarafından tanımlandı. Sürtünme gerilmesi kal ıp-iş parçası arasındaki tüm temas yüzeylerinde sabit varsayıldı. Bilgisayar programı; şekil değişimi, şekil değişimi oranı, hız ve akış gerilmeleri dağılımını belirlemek ve şişme profili ve dövme yükünü tahmin etmek için geliştirilmiştir. Sıcak lık dağılımı ve malzeme akışını belirleyen hız alanı birbirlerine bağlantılı olduğu için, hız alanı ve ilgili malzeme akışı sıcaklık dağılımı tarafından etkilenir. Bu çalışma da, sıcaklık ve malzeme akışındaki birbirine bağımlılık incelendi. Bunun için, şekil değiştirme sırasında ki ısı iletimi farklı sonlar çözümü kullanıla- -v-rak elde edildi. Kullanım için bazı malzemeler ve özellikleri programda verildi. Kullanıcı onlardan herhangi birisini ya da kendi istediği malzeme ve özelliklerini kullanmakta serbesttir. Bu tezde, geliştirilen kuram, çözüm yöntemleri ve elde edilen bulgular anlatılıp, daha önce yayımlanmış deneysel sonuçlarla karşılaştırıl malar yapılmıştır. Anahtar Sözcükler: Dövme, Eksenel Simetri, Halka, Plastik Şekil Değiştirme, Şişkinlik Faktörü, Üst-Sınır, Isı iletimi Çözümlemesi -vı-

ABSTRACT COMPUTER AIDED ANALYSIS OF AXISYMMETRIC RING FORGING KAYA, Ö.Oğuz M.S. in Mechanical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Birol KILKIŞ Co-Supervisor: Prof. Dr. Bilgin KAFTANO?LU February 1988 The object of this work is to make a computer-aided analysis of the axi symmetric ring forging. An upper bound deformation solution was used for this purpose. Metal flow is described by a kinematically admissible velocity field which accounts for bulging of the inner and outer surfaces. The friction stress is assumed to be constant across the entire die-workpiece interface. Computer program has been developed to determine strain, strain rate, velocity and flow-stress distributions and predict load and bulge profile at various reductions in height. Since the temperature distribution and velocity field describing the metal flow are interdependent, the velocity field and the associated metal flow are influenced by the temperature distribution due to effect of the latter on the flow stress of the deforming material. In this work, the mutual dependence between temperature and metal flow -iii-during forging of rings has been investigated as well. Therefore, a finite difference solution for the heat transfer during deforma tion has been developed. Currently, some materials and their properties are supplied in a data base for convenience. The user is free to select any one of them or as an alternative feed in his own materials and parameters. Detailed description of the theory development and the algorithm for the numerical method of solution were presented, too. The theoretical results were correlated with published experimental data previously. Key Words: Forging, Axisymmetric, Ring, Plastic Deformation, Bulge Factor, Neutral Radius, Upper-Bound, Heat Transfer Analysis -IV-