İki boyutlu ekstrüzyon prosesinin model malzeme olarak simülasyonu

Abstract

ÖZET Metal şekillendirme proseslerinin pek çoğu, model malzeme kullanmak suretiyle simüle edilebilir. Bunun için Fiziksel Modelleme Tekniği kullanılabilir. Fiziksel Modelleme Tekniği, gerçek metal şekillendirme prosesini, bir model malzemesi ve kalıp geometrisi seçerek simüle etmektir. Bunun için kullanılan tipik modelleme malzemeleri; plastisine, wax ve kurşun iken, kalıp malzemeleri de genellikle alüminyum, tahta veya pleksiglastan yapılır. Bu çalışmanın esas gayesi, bir model malzeme kullanılarak iki boyutlu ekstrüzyon prosesini modellemektir. Yani; model malzeme, yağlayıcı ve dolayısıyle sürtünme, kalıp açısı gibi çalışma şartlarını değiştirerek bunların ekstrüzyon prosesine etkilerini incelemektir. Bu çalışmada ilk önce; kullanılan model malzemenin akış karakteristiklerini belirlemek amacıyla, standart çekme basma makinasıyla basma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Basma deneyleri sonrasında elde edilen verilerle birlikte, gerçek gerilme değerleri belirlenmiş ve gerçek gerilme gerçek şekil değiştirme eğrileri çizilmiştir. Çalışmada İkinci olarak ise model malzemesi olarak cam macunu ve plastisine, yağlayıcı olarak vazelin ve ince motor yağı kullanılmak suretiyle 30° - 45° - 60° ' lık kalıp açılarında ekstrüzyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ekstrüzyon haznesi ve kalıplar için pleksiglass malzeme kullanılmıştır. Ekstrüzyon deneyinden önce hazırlanan numune üzerine, deney sonrasında deformasyon analizi yapabilmek amacıyla; numune üzerine, mürekkep veya ızgara gibi bir kalıp kullanmak yoluyla eş boyutta kareler çizilmiştir. Numune üzerine çizilmiş olan bu kareler, ekstrüzyon işlemi sırasında numune ile birlikte şekil değiştirmişlerdir. Deforme olmamış ve deforme olmuş bu kareler kullanılmak suretiyle, deformasyon analizi yapılmış ve plastik şekil değiştirmeler belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler : Ekstrüzyon, Plastik deformasyon, Metal şekillendirme.

SUMMARY Many metal forming processes can be simulated by using modeling material. In order to simulate metal forming proceses, Physical Modeling Technique can be used. In physical Modelling Technique, the actual metal forming proceses are simulated by a model material such as plastisine, wax, putty and die geometry that closely resemble the actual metal forming proceses. The main objective of this study was to simulate the two dimensional extrusion process by utilizing a modeling material. That is, to investigate the effects of working conditions such as modeling material, lubricants and die angles on the extrusion process. In the first phase of this study, model materials were tested, via standart compression tests, in order to determine their flow behaviours. True stresses were determined using data which are obtained from the compression tests and true stress - true strains curves were drawn. In the second phase of this study, the extrusion experiments were conducted by using putty and plastisine as modeling materials, vaseline and motor oil as lubricants and 30° - 45° - 60° as die angles. Plexiglass was used as die and chamber materials. Before performing extrusion experiments, a square grid pattern was printed on the surface of the specimen using ink or a grid stencil. The plastic strain distributions were then determined by analyzing the deformed and undeformed grids. Consequently, plastic stress distributions were obtained. Key Words : Extrusion, Plastic Deformation, Metal Forming. VI