Metalik sacların hidrolik şekillendirme ile şekillenebilirliğinin teorik ve deneysel incelenmesi

Abstract

Hidrolik şekillendirme (hydroforming), sac veya tüp şeklindeki metal malzemelerin bir akışkan (su, yağ, viskoz polimerik malzeme vs) vasıtasıyla kapalı bir kapta şekillendirilmesidir. Yöntem sayesinde, yüksek şekil değişim oranlarına ulaşılabilmesi, şekillendirme esnasında meydana gelen kalınlık değişimlerinin düşük olması ve karmaşık geometrili parçaların tek bir işlemle üretilebilmesi daha hafif ve daha mukavim tasarımları mümkün kılmıştır.Hidrolik şekillendirme için üç farklı metalik saç (AA 5754 serisi 0,8 mm'lik alüminyum alaşımlı sac, C 1006 serisi 1 mm'lik Dkp sac ve C 1006 serisi 0,30 mm'lik galvaniz kaplamalı sac) kullanılmıştır. Bu sacların spektral analizleri yapılarak kimyasal özellikleri ve malzeme standartları tespit edilmiştir. Bu standartlar ışığında literatürde yapılan araştırmalar sonucunda sacların mekanik özellikleri tespit edilmiştir. Sacların tespit edilen bu özellikleri ışığında kalıplar yapılmıştır. Hidrolik şekillendirme çalışmalarında yalnızca erkek kare zımba kullanılmış, dişi kalıp yerine sıvı kullanılmıştır. Yapılan kalıpların CAD programları kullanılarak modellemesi yapılmıştır. Bu modellemeler LS-DYNA yazılımına aktarılarak 1/4'lük teorik modelleri oluşturulmuştur. Bu amaçla hidrolik şekillendirme sistemi kurulmuş, teorik modelden elde edilen sonuçlar dikkate alınarak deneysel çalışmalara geçilmiştir. Analizlerde farklı malzeme modelleri kullanılarak elde edilen teorik sonuçların deneysel sonuçlar ile uygunluğu irdelenmiştir.Deneysel çalışmalar sırasında oluşacak kırışıklıklar ve yırtılmalar minimum seviyede tutulmaya çalışılmıştır. Yapılan hidrolik şekillendirmeler neticesinde teorik sonuçlar ve deneysel sonuçlar arasında numunelerdeki kalınlık değişimleri açısından en fazla % 15 fark (% 85 uyumluluk) olduğu gözlenmiştir.

Hydroforming is formation of metallic materials of sheet or tube by means of a fluid (water, viscous polymeric material, etc.) in an enclosed container. Through this method it allows reaching higher formability ratios, lower thickness changes occurring during formation, and producing components having complicated geometrical shapes by a single process, therefore it enables lighter and stronger designs.For hydroforming, three different metallic sheets (0.8 mm thickness of AA 5754 1 mm thickness of DKP, and 0.30 mm thickness of galvanised sheets) were used. Spectral analysis of thee plates were realised and their chemical properties and material standards were determined. In light of so colled the results, and at the end of searches in literature, mechanical properties of sheet metal were determined. In the light of features determined, dies were produced. In hydroforming studies only male square punch has been used and liquid also has been used instead of female mold. The configured dies were modeled by CAD program and they were transferred to ANSYS-LS/DYNA software. Their 1/4 theoretical models were made. Hydroforming system has been established; taking theoretical model into consideration, it has been accessed to the experimental work. While using different materials models on analysis, the results obtained by the theoretical studies were companed to the experimental results.During the experiments, it was tried to keep wrinkles and tears at minimum level during the experimental studies. As a result of the theoretical results obtained by hydroforming configuration, the experimental results between the maximum thickness of the samples are shown 15 % difference (85% compliance).