TR-Dizin İndeksli Yayınlar Koleksiyonu
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/396
Browse
7 results
Search Results
Research Project Çok Ölçekli Malzeme Modellemesi Yoluyla Talaşlı İmalat Çıktılarının Daha Kapsamlı ve Doğru Analizi(2020) Bal, Burak; Khavıdakı, Seyd Ehsan LayeghInconel 718 savunma sanayi, uzay-havacılık ve otomotiv için kullanılan ve ileride kullanım alanı daha da genisleyebilecek olan süper alasımdır. Bu projede Inconel 718 süper alasımının talaslı imalat sonucunda yüzeyinde olusan kalıntı gerilimler, sertlik degisimleri ve kesici takımda olusan asınmalar gözlenmistir. Talaslı imalat simülasyonları için kullanılan Deform 2D programına, klasik Johnson-Cook malzeme modeli yerine, kristal plastisite tabanlı çok ölçekli malzeme davranısı tanıtılarak daha kapsamlı ve deneysel veriye daha yakın analizler yapılmıstır. Bu konunun seçilme nedeni, gerçek deneysel sonuçlara daha yakın sonuçlar elde edilip beklenmedik üretim hataları ve denemeleri en aza indirebilecek bir yöntem gelistirmektir. Bugüne kadar gerçeklestirilen talaslı imalat simülasyonlarında malzeme davranısı genellikle tek ölçekli gerinim peklesmesi, gerinim hızı peklesmesi ve sıcaklık yumusamasını kapsayan Johnson-Cook malzeme modelleri ile gerçeklestirilmistir ve bu modeller malzemelerin mikroyapısal girdilerini içermemektedir. Bu projede ise Johnson-Cook malzeme modeli ile ve karsılastırmalı olarak çok ölçekli kristal plastisite tabanlı malzeme modeli ile 2D deform programında farklı kesme hızlarında ve farklı ilerleme hızlarında simülasyonlar gerçeklestirilmistir. Bu projede ilk olarak, Inconel 718 malzemesinin talaslı imalat deneylerini yapılarak sonuçları gözlenmistir. Daha sonra Johnson-Cook malzeme modellemesiyle gerçeklestirilen simülasyon sonuçları gözlenmistir. Son olarak da Inconel 718 süper alasımının kristal plastisite modelinin yapılması ve mikroyapı girdileri ile elde edilen kristal plastisite modeli ile çıkarılan çok ölçekli ve çok eksenli malzeme davranısının Deform 2D simülasyonlarına tanıtılarak simülasyonu gerçeklestirip, elde edilen sonuçlar gözlenmistir. Yapılan simülasyonlar ve deney sonucunda, iki farklı malzeme modelin deneysel sonuçlarla karsılastırılması yapılmıstır. Mikroyapı girdileri ile elde edilen kristal plastisite modeli ile çıkarılan çok ölçekli ve çok eksenli malzeme davranısının, tek ölçekli malzeme davranısı ile karsılastırıldıgında deneysel sonuçlara daha yakın sonuçlar verdigi gözlemlenmistir. Böylelikle çok ölçekli malzeme modellemesiyle gerçeklestirilen simülasyonların daha gerçekçi ve güvenilir sonuçlar gösterdigi kanıtlanmıstır.Research Project Farklı Mikroyapısal Değişkenlerin Yüksek Manganlı Fe-33Mn Çeliğinin Pekleşme Davranışına Etkilerinin Araştırılması(2019) Bal, BurakIleri yüksek mukavemetli çelikler sahip olmus oldukları yüksek mukavemet, yüksek süneklik ve yüksek peklesme kabiliyeti gibi üstün özellikler sayesinde otomotiv, demiryolu, savunma sanayi uygulamalarında ve yapı endüstrisi gibi pek çok farklı alanda tercih edilmektedir. Bu projede yeni nesil yüksek mukavemetli çelikler sınıfından olan yüksek manganlı çeliklerin peklesme davranısına etki eden farklı mikroyapısal degiskenlerin etkisi kristal plastisite modellemesi yoluyla arastırılmıstır. Öncelikle östenitik Fe-33Mn çeliginin 1x10-4 s-1 gerinim hızındaki malzeme davranısının, tane sayısı, kristal yapı ve malzeme dokusu gibi faktörleri girdi olarak kullanarak kristal plastisite modellemesi yapılmıstır ve peklesme sabitleri bulunmustur. Daha sonra bulunan peklesme sabitleri sabit tutularak, malzeme dokusu, hız gradyanı, gerinim artısı ve etkilesim tensörü cinsi gibi tek bir mikroyapısal girdi degistirilerek bu girdilerin malzemenin toplam peklesme davranısına etkisi açıga çıkarılmıstır. Spesifik olarak, proje önerisinin üzerine konularak farklı karbon konsantrasyonlarının peklesme sabitlerine olan etkisi de hesaplanmıstır. Bahsi geçen çeligin oda sıcaklıgında ve düsük gerinim hızındaki malzeme davranısı proje yürütücüsünün daha önceki çalısmalarında çekme testi yardımı ile makro ölçekte gözlemlenmistir. Fe-33Mn çeliginin seçilme nedeni, yüksek mangalı östenitik çeliklerinin sahip oldugu çok yüksek peklesme kapasitesi ile birlikte yüksek süneklik degerleri ve asınma direnci sayesinde uzay-havacılık, otomotiv, savunma sanayi gibi öncül sektörlerde yer alması ve önümüzdeki yıllarda çok daha fazla miktarda yer alacagına inanılmasıdır. Bu konunun seçilme nedeni ise, bugüne kadar yapılan kristal plastisite çalısmalarında deneysel davranısı modelleyebilmek için genelde tek tip malzeme dokusu, hız gradyanı, gerinim artısı ve etkilesim tensörü kullanılmıstır. Bu dogru bir yaklasım olmasına ragmen bu girdilerin toplam malzeme peklesme davranısına etkisi bilinmemektedir. Bu kapsamda kristal plastisite modellemeleri Visco-Plastic Self-Consistent (VPSC) algoritması yardımı ile gerçeklestirilmistir. Fe-33Mn çeliginin oda sıcaklıgında ve düsük gerinim hızındaki tek eksenli deformasyon davranısı voce tipi peklesme teorisi ile modellenmistir ve bulunan Voce parametreleri bütün simülasyonlarda aynı kalmıstır. Böylelikle degisik mikroyapısal degiskenlerin Fe-33Mn çeliginin peklesme davranısına etkileri aynı peklesme teorisi ile açıga çıkarılmıstır. Proje sonucunda 1 adet bilimsel makale, etki faktörü yüksek bir dergiye (EF=4.1) gönderilmis ve proje bitim raporu teslim tarihi itibari ile hakem degerlendirmesindedir.Research Project Farklı Mikroyapısal Değişkenlerin Yüksek Manganlı Fe-%33Mn Çeliğinin Pekleşme Davranışına Etkilerinin Araştırılması(TUBİTAK, 2019) Bal, Burakİleri yüksek mukavemetli çelikler sahip olmuş oldukları yüksek mukavemet, yüksek süneklik ve_x000D_ yüksek pekleşme kabiliyeti gibi üstün özellikler sayesinde otomotiv, demiryolu, savunma sanayi_x000D_ uygulamalarında ve yapı endüstrisi gibi pek çok farklı alanda tercih edilmektedir. Bu projede yeni_x000D_ nesil yüksek mukavemetli çelikler sınıfından olan yüksek manganlı çeliklerin pekleşme_x000D_ davranışına etki eden farklı mikroyapısal değişkenlerin etkisi kristal plastisite modellemesi_x000D_ yoluyla araştırılmıştır. Öncelikle östenitik Fe-33Mn çeliğinin 1x10-4 s_x000D_ -1 gerinim hızındaki malzeme_x000D_ davranışının, tane sayısı gibi faktörleri girdi olarak kullanarak kristal plastisite modellemesi_x000D_ yapılmıştır ve pekleşme sabitleri bulunmuştur. Daha sonra bulunan pekleşme sabitleri sabit_x000D_ tutularak, malzeme dokusu, hız gradyanı, gerinim artışı ve etkileşim tensörü cinsi gibi tek bir_x000D_ mikroyapısal girdi değiştirilerek bu girdilerin malzemenin toplam pekleşme davranışına etkisi_x000D_ açığa çıkarılmıştır. Spesifik olarak, proje önerisinin üzerine konularak farklı karbon_x000D_ konsantrasyonlarının pekleşme sabitlerine olan etkisi de hesaplanmıştır. Bahsi geçen çeliğin_x000D_ oda sıcaklığında ve düşük gerinim hızındaki malzeme davranışı proje yürütücüsünün daha_x000D_ önceki çalışmalarında çekme testi yardımı ile makro ölçekte gözlemlenmiştir. Fe-33Mn çeliğinin_x000D_ seçilme nedeni, yüksek mangalı östenitik çeliklerinin sahip olduğu çok yüksek pekleşme_x000D_ kapasitesi ile birlikte yüksek süneklik değerleri ve aşınma direnci sayesinde uzay-havacılık,_x000D_ otomotiv, savunma sanayi gibi öncül sektörlerde yer alması ve önümüzdeki yıllarda çok daha_x000D_ fazla miktarda yer alacağına inanılmasıdır. Bu konunun seçilme nedeni ise, bugüne kadar_x000D_ yapılan kristal plastisite çalışmalarında deneysel davranışı modelleyebilmek için genelde tek tip_x000D_ malzeme dokusu, hız gradyanı, gerinim artışı ve etkileşim tensörü kullanılmıştır. Bu doğru bir_x000D_ yaklaşım olmasına rağmen bu girdilerin toplam malzeme pekleşme davranışına etkisi_x000D_ bilinmemektedir. Bu kapsamda kristal plastisite modellemeleri Visco-Plastic Self-Consistent_x000D_ (VPSC) algoritması yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Fe-33Mn çeliğinin düşük gerinim hızındaki tek_x000D_ eksenli deformasyon davranışı voce tipi pekleşme teorisi ile modellenmiştir ve bulunan Voce_x000D_ parametreleri bütün simülasyonlarda aynı kalmıştır. Böylelikle değişik mikroyapısal değişkenlerin_x000D_ Fe-33Mn çeliğinin pekleşme davranışına etkileri aynı pekleşme teorisi ile açığa çıkarılmıştır.Research Project Çok Ölçekli Malzeme Modellemesi Yoluyla Talaşlı İmalat Çıktılarının Daha Kapsamlı Ve Doğru Analizi(TUBİTAK, 2020) Bal, Burak; LAYEGH KHAVIDAKI, SEYD EHSANİnconel 718 savunma sanayi, uzay-havacılık ve otomotiv için kullanılan ve ileride kullanım alanı_x000D_ daha da genişleyebilecek olan süper alaşımdır. Bu projede Inconel 718 süper alaşımının talaşlı_x000D_ imalat sonucunda yüzeyinde oluşan kalıntı gerilimler, sertlik değişimleri ve kesici takımda oluşan_x000D_ aşınmalar gözlenmiştir. Talaşlı imalat simülasyonları için kullanılan Deform 2D programına, klasik_x000D_ Johnson-Cook malzeme modeli yerine, kristal plastisite tabanlı çok ölçekli malzeme davranışı_x000D_ tanıtılarak daha kapsamlı ve deneysel veriye daha yakın analizler yapılmıştır. Bu konunun seçilme_x000D_ nedeni, gerçek deneysel sonuçlara daha yakın sonuçlar elde edilip beklenmedik üretim hataları_x000D_ ve denemeleri en aza indirebilecek bir yöntem geliştirmektir. Bugüne kadar gerçekleştirilen talaşlı_x000D_ imalat simülasyonlarında malzeme davranışı genellikle tek ölçekli gerinim pekleşmesi, gerinim_x000D_ hızı pekleşmesi ve sıcaklık yumuşamasını kapsayan Johnson-Cook malzeme modelleri ile_x000D_ gerçekleştirilmiştir ve bu modeller malzemelerin mikroyapısal girdilerini içermemektedir. Bu_x000D_ projede ise Johnson-Cook malzeme modeli ile ve karşılaştırmalı olarak çok ölçekli kristal plastisite_x000D_ tabanlı malzeme modeli ile 2D deform programında farklı kesme hızlarında ve farklı ilerleme_x000D_ hızlarında simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Bu projede ilk olarak, Inconel 718 malzemesinin_x000D_ talaşlı imalat deneylerini yapılarak sonuçları gözlenmiştir. Daha sonra Johnson-Cook malzeme_x000D_ modellemesiyle gerçekleştirilen simülasyon sonuçları gözlenmiştir. Son olarak da Inconel 718_x000D_ süper alaşımının kristal plastisite modelinin yapılması ve mikroyapı girdileri ile elde edilen kristal_x000D_ plastisite modeli ile çıkarılan çok ölçekli ve çok eksenli malzeme davranışının Deform 2D_x000D_ simülasyonlarına tanıtılarak simülasyonu gerçekleştirip, elde edilen sonuçlar gözlenmiştir._x000D_ Yapılan simülasyonlar ve deney sonucunda, iki farklı malzeme modelin deneysel sonuçlarla_x000D_ karşılaştırılması yapılmıştır. Mikroyapı girdileri ile elde edilen kristal plastisite modeli ile çıkarılan_x000D_ çok ölçekli ve çok eksenli malzeme davranışının, tek ölçekli malzeme davranışı ile_x000D_ karşılaştırıldığında deneysel sonuçlara daha yakın sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Böylelikle_x000D_ çok ölçekli malzeme modellemesiyle gerçekleştirilen simülasyonların daha gerçekçi ve güvenilir_x000D_ sonuçlar gösterdiği kanıtlanmıştır.Article Citation - WoS: 2Citation - Scopus: 3Investigation of Hydrogen Diffusion Profile of Different Metallic Materials for a Better Understanding of Hydrogen Embrittlement(Gazi Univ, 2023-12-01) Kapci, Mehmet Fazil; Bal, BurakIn this study, hydrogen diffusion profiles of different metallic materials were investigated. To model hydrogen diffusion, 1D and 2D mass diffusion models were prepared in MATLAB. Iron, nickel and titanium were selected as a material of choice to represent body-centered cubic, facecentered cubic, and hexagonal closed paced crystal structures, respectively. In addition, hydrogen back diffusion profiles were also modeled after certain baking times. Current results reveal that hydrogen diffusion depth depends on the microstructure, energy barrier model, temperature, and charging time. In addition, baking can help for back diffusion of hydrogen and can be utilized as hydrogen embrittlement prevention method. Since hydrogen diffusion is very crucial step to understand and evaluate hydrogen embrittlement, current set of results constitutes an important guideline for hydrogen diffusion calculations and ideal baking time for hydrogen back diffusion for different materials. Furthermore, these results can be used to evaluate hydrogen content inside the material over expensive and hard to find experimental facilities such as, thermal desorption spectroscopy.Article Accurate Prediction of Residual Stresses in Machining of Inconel 718 Alloy through Crystal Plasticity Modelling(2023-03-01) Bal, Burak; Cetın, Barıs; Yılmaz, Okan Deniz; Kesriklioglu, Sinan; Kapçı, Mehmet Fazıl; Buyukcapar, RidvanArtık gerilmelerin belirlenmesi ve değerlendirilmesi, savunma, havacılık ve otomotiv endüstrilerinde kullanılan bileşenlerin arızalanmasını önlemede çok önemlidir. Bu çalışmanın amacı, Inconel 718'in işlenmesi sırasında oluşan artık gerilmeleri doğru bir şekilde tahmin etmek için bir malzeme modeli sunmaktır. Ortogonal talaşlı imalat testleri, çeşitli kesme ve ilerleme hızlarında gerçekleştirilerek, Inconel 718'in işlenmesinden sonraki artık gerilmeler, X-Ray ışın kırınımı ile karakterize edildi. Bu süper alaşımın mikroyapısal girdilerini ticari olarak temin edilebilen bir sonlu eleman yazılımına (Deform 2D) aktarmak için bir viskoplastik kendi içinde tutarlı kristal plastisite modeli geliştirildi. Ayrıca simülasyonlar klasik Johnson - Cook malzeme modeli ile aynı işleme parametrelerinde yapıldı. Bu çalışmada elde edilen simülasyon ve deneysel sonuçlar, kristal plastisite tabanlı çok ölçekli ve çok ölçekli malzeme modelinin, mevcut modele kıyasla Inconel 718'in işleme kaynaklı kalıntı gerilmelerinin tahmin doğruluğunu önemli ölçüde geliştirdiğini ve yüzey kusurlarını en aza indirmek için kullanılabileceğini göstermiştir. Geliştirilen bu model, kesilmesi zor malzemelerin işlenmesinde yüzey kusurlarını ve üretim denemelerinin maliyetini en aza indirmek için kullanılabilir.Article Determination of Material Response and Optimization of Johnson–Cook Damage Parameters of Aluminium 7075 Alloy(2018-06-01) Bal, BurakAlüminyum 7075-T651 alaşımının mekanik davranışına hadde yönünün ve çentik yarıçapının etkileri incelenmiş ve bu alaşımın iki farklı hadde yönü için Johnson-Cook hasar katsayıları hesaplanmıştır. Spesifik olarak, hadde yönünde ve hadde yönüne dik olarak hazırlanmış alüminyum 7075-T651 alaşımının mekanik davranışları çekme testleri sonucunda belirlenmiştir. 3 farklı çentik yarıçapındaki numunelere ve çentiksiz numunelere olmak üzere toplamda 56 adet çekme testi gerçekleştirilmiştir. Her bir çekme testi tutarlılığı sağlamak ve gerçek mekanik davranışa en yakın sonucu en düşük hata ile elde etmek adına 7 kere tekrarlanmıştır. Deneysel bulgular hadde yönüne dik olmanın uzamayı azalttığını fakat elastik bölgedeki mekanik özellikleri arttırabildiğini göstermektedir. Johnson-Cook hasar katsayılarının hesaplanmasında kullanılan kırılmış yüzey alanları optik mikroskop ile ölçülmüştür. Alüminyum 7075-T651 alaşımının Johnson-Cook hasar katsayıları farklı uygulama alanları için Levenberg-Marquardt optimizasyon methodunu kullanarak hesaplanmıştır. Bu sebeple, bu çalışma hadde yönünde ve hadde yönüne dik olarak hazırlanmış alüminyum 7075-T651 alaşımının farklı uygulama alanlarındaki hassas hasar simulasyonları için yol gösterici bir alan açmaktadır.