Calculation of residual stresses in cylindirical steel bars by finite elements method

Abstract

ÖZET İmalat mühendisliğinin çok önemli problemlerinden biri olan iç gerilmeler günümüzde deneysel ve teorik olarak elde edilebilmektedir. Bu iç gerilmeler çeşitli imalat kademelerinde malzeme kesitindeki soğuma hızı farklılıklarından oluşmaktadır. Yapılan çalışmada C1020 çeliğinin 600 °C ye kadar ısıtılıp daha sonra 20 °C de suyun içinde soğutulmasıyla oluşan iç gerilmeler hesap lanmıştır. Çeşitli çaptaki silindir çubukların soğuma esnasındaki elastik-plastik deformasyonlarda göz önüne alınmıştır. Hesaplama metodu olarak sonlu elemanlar metodu ve bilgisayar dili olarak APL kullanıl mıştır. Plastik deformasyonların eldesinde başlangıç gerilme metodundan f aydalanılmıştır. 11

ABSTRACT Residual stress which is one of the most important problems in production engineering can be easily predicted both experimentally and theoritically. These residual stresses are produced by the differences of the cooling rate in various sections of material in many production steps. In this study, silindiric shaped specimens from C1020 steel has been first heated up to 600 C followed by quenching in water, and then resultant residual stresses have been calculated. The survey is extended to elastic-plastic deformation during the quenching of steel cylinders of various diameters. Finite element is used for calculation of residual stresses and computing language is APL. For predicting plastic deformation initial stress method has been used.