Çok Ölçekli Malzeme Modellemesi Yoluyla Talaşlı İmalat Çıktılarının Daha Kapsamlı ve Doğru Analizi

Abstract

Inconel 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.