Research Article

AISI 4140 Çeliğinin Delinmesinde Matkap Uç Geometrisi Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizinde Johnson-Cook Malzeme Modeli ve Yazılım Kütüphanesi Sonuçlarının Kıyaslanması

Volume: 14 Number: 1 March 4, 2026
EN TR

AISI 4140 Çeliğinin Delinmesinde Matkap Uç Geometrisi Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizinde Johnson-Cook Malzeme Modeli ve Yazılım Kütüphanesi Sonuçlarının Kıyaslanması

Öz

Bu çalışmada, AISI4140 çeliğinin delinmesinde matkap uç geometrisini oluşturan unsurlardan; batma açısı, öz kalınlığı ve giriş açısının delinebilirlik üzerindeki etkileri sonlu elemanlar destekli simülasyonlarla analiz edilmiştir. Simülasyon çalışmalarında, 6.8 mm çapında, iki ağızlı, helisel yapıda, split uçlu ve yekpare karbür matkap modelleri kullanılmıştır. Bu modellerde; batma açıları 30°, 45° ve 60°, öz kalınlıkları 0,5 mm, 1,0 mm ve 1,5 mm, giriş açıları ise 120°, 135° ve 150° olacak şekilde çeşitlendirme yapılmıştır. Çalışmada hem yazılım kütüphanesinde hazır bulunan AISI4140 çeliği seçilerek, hem de AISI4140 çeliğinin Johnson-Cook malzeme modeli yazılıma tanımlanarak simülasyonlar yapılmış ve elde edilen sonuçlar (itme kuvveti, delme momenti, sıcaklık değerleri, matkaplarda oluşan gerilim, talaş şekli) kıyaslanmıştır. Hem JC malzeme modelinin hem de yazılım kütüphanesinden seçilen malzemenin delme simülasyonları sonuçlarından elde edilen verilerin benzerlik oranları yaklaşık %80 ve üzerindedir. Tüm verilerin tam faktöriyel olarak etki grafikleri oluşturulduğunda optimum matkap geometrilerinin; JC malzeme modeline göre G24 kodlu matkap, yazılım kütüphanesinden malzeme seçildiğinde ise G15 kodlu matkap geometrisi sonucuna ulaşılmaktadır. Her iki malzemenin delinmesi sonucunda oluşan talaş şekillerinin de oldukça benzer olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

References

  1. [1] B. S. Kumar, N. Baskar, and K. Rajaguru, "Drilling operation: A review," Materials Today: Proceedings, vol. 21, pp. 926–933, 2020.
  2. [2] D. Patel and R. Verma, "Analysis of drilling tool life-a review," International journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, vol. 4, no. 1, p. 523, 2015.
  3. [3] Ş. Bayraktar, Y. Siyambaş, and Y. Turgut, "Delik delme prosesi: bir araştırma," SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 21, no. 2, 2017.
  4. [4] D. Kim and M. Ramulu, "Drilling process optimization for graphite/bismaleimide–titanium alloy stacks," Composite structures, vol. 63, no. 1, pp. 101–114, 2004.
  5. [5] E. Trent, "metal cutting 2nd edition Butterworth’s & Co. London, UK, limited," ISBN 0-408-34-38, 1984.
  6. [6] S. Fuji, M. DeVries, and S. Wu, "Analysis of the chisel edge and the effect of the d-theta relationship on drill point geometry, J," Engng Ind, vol. 93, pp. 1093–1105, 1971.
  7. [7] L. Shu et al., "Study on dedicated drill bit design for carbon fiber reinforced polymer drilling with improved cutting mechanism," Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, vol. 142, p. 106259, 2021.
  8. [8] C. Kahng, "Performance Testing of Twist Drills on AISI 4140 Alloy Steel," 1979.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Optimization Techniques in Mechanical Engineering , Manufacturing Processes and Technologies (Excl. Textiles)

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

March 4, 2026

Publication Date

March 4, 2026

Submission Date

December 6, 2025

Acceptance Date

February 16, 2026

Published in Issue

Year 2026 Volume: 14 Number: 1

APA
Demirel, T., Aydın, K., Deliorman, G., & Kurt, A. (2026). AISI 4140 Çeliğinin Delinmesinde Matkap Uç Geometrisi Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizinde Johnson-Cook Malzeme Modeli ve Yazılım Kütüphanesi Sonuçlarının Kıyaslanması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım Ve Teknoloji, 14(1), 345-365. https://doi.org/10.29109/gujsc.1837261

                                TRINDEX     16167        16166    21432    logo.png

      

    e-ISSN:2147-9526