Otomotiv Endüstrisinde Kullanılan Çelik Saclardaki Alaşım Elementlerinin Şekillendirmeye Etkisinin Araştırılması

Öz

Bu çalışmada, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analizler yapılmış ve otomotiv endüstrisinde kullanılan altı farklı malzemenin şekillendirilebilirlikleri incelenmiştir. Belirli bir geometride ve başlangıçta 1,5 mm kalınlığında olan malzemeler için sanal ortamda derin çekme işlemi uygulanarak malzemelerin şekillendirme sınır diyagramları elde edilmiştir. Her bir malzeme için ayrı ayrı elde edilen diyagramlar üzerinden şekillendirilebilirlikler karşılaştırılmış ve deformasyon zorlukları değerlendirilmiştir. Analiz sonuçları doğrultusunda Niyobyum, Titanyum ve Vanadyum elementlerinin malzemelerin şekillendirilebilirliğini negatif yönde etkilediği, Alüminyum elementinin ise şekillendirmeye olumlu etkisi olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Şekillendirme sınır diyagramı,Derin çekme sayısal analizi,Çelik saclarda deformasyon hataları,Mikro alaşım elementleri

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF ALLOY ELEMENTS IN STEEL SHEETS USED IN THE AUTOMOTIVE INDUSTRY

Abstract

In this study, analyses were made using the finite element method and the formability were examined of six different materials used in the automotive industry. Deep drawing simulation was made of materials with a specific geometry and initial thickness of 1.5 mm and forming limit diagrams were obtained. The formabilities were compared over the diagrams plotted separately for each material and the deformation difficulties were evaluated. According to the analysis results, It was determined Niobium, Titanium and Vanadium elements had negative effects and Aluminum element had a positive effect on formability.

Keywords

• Forming limit diagram,Deep drawing numerical analysis

References

1. 1. Thiruvengadam, H., “Analysis of Part Consolidation Techniques for Automotive BIW Panels based on Advanced Sheet Metal Forming Technologies”, Yüksek Lisans Tezi, Clemson Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü, 2010.
2. 2. Luet, D.J., “Bounding Volume Hierarchy and Non Uniform Rational B-Splines for Contact Enforcement in Large Deformation Finite Element Analysis of Sheet Metal Forming”, Doktora Tezi, Princeton Üniversitesi Makina ve Uzay Mühendisliği Bölümü, 2016.
3. 3. Uysal E. ve Öztürk F., “Örnek Bir Uygulama ile Yüksek Mukavemetli Çeliklerde Şekillendirme Sınır Diyagramlarının Elde Edilmesi”, 2. Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, Balıkesir, 2010.
4. 4. Akıllı, A., “AA 5754 Malzemesinin Derin Çekme Metodu ile Soğuk-Sıcak Şekillendirilmesi ve Fem ile Analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010.
5. 5. Anket, O., Koruvatan, T. ve Ay, İ., “Sac Malzemelerin Şekillendirilmesinde Şekillendirme Sınır Diyagramlarının Kullanımı”, Politeknik Dergisi, 14 (1), 39-47, 2011.
6. 6. Şener, B., “Otomotiv Sektöründe Kullanılan Derin Çekme Saclarının Şekillendirilebilirliğinin Analizi”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012.
7. 7. Güler, H., “Yüksek Mukavemetli Çelik Sacların Yüksek Sıcaklıktaki Şekillendirme Parametrelerinin İncelenmesi”, Doktora Tezi, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013.
8. 8. Çavuşoğlu, O., Leacock, A.G. ve Gürün, H., “Forming-Limit Diagrams and Strain-Rate-Dependent Mechanical Properties Of AA6019-T4 and AA6061-T4 Aluminium Sheet Materials”, Materials and Technology, 50 (2016) 6, 1005–1010, 2016.

9. 9. Yuasa, M., Miyazawa, N., Hayashi, M., Mabuchib, M. and Chinoa, Y., “Effects of Group II Elements on The Cold Stretch Formability of Mg–Zn Alloys”, Acta Materialia, 83 (2015), 294–303, 2015.
10. 10. Sheng, Z. and Mallick, P., “Predicting Forming Limit Curve Using a New Ductile Failure Criterion”, SAE Technical Paper, 2017-01-0312, 2017.
11. 11. Till E.T., Berger E. and Larour P., “On An Exceptional Forming Behaviour Aspect Of AHSS Sheets”, International Deep Drawing Research Group IDDRG 2008 International Conference, Olofström/Sweden, 16-18 June 2008.
12. 12. Wiebengaa, J.H., Atzemab, E.H., Anb, Y.G., Vegterb, H. and Boogaard, A.H., “Effect of Material Scatter on The Plastic Behavior and Stretchability in Sheet Metal Forming”, Journal of Materials Processing Technology, 214 (2014), 238–252, 2014.
13. 13. Machalek, Y. and Cada, R., “Optimization of Flat Forming With The Use of Draw Beads and Finite Elements Method”, Transactions of the VSB Technical University of Ostrava, Mechanical Series, 2 (LVII) 1879, 2011.
14. 14. Radwanski, K., Wrozyna, A. and Kuziak, R., “Role of The Advanced Microstructures Characterization in Modeling of Mechanical Properties of AHSS Steels”, Materials Science & Engineering A, 639(2015), 567–574, 2015.
15. 15. Abspoel, M., Atzema, E.H., Droog, J.M.M., Khandeparkar, T., Scholting, M.E., Schouten, F.J. and Vegter, H., “Inherent Influence of Strain Path in Nakazima FLC Testing, Tata Steel Research”, Development and Technology, IJTC, 2009.
16. 16. Cada, R. and Tiller, P., “Springback Analysis of Intricate Shape Stamping from Various Materials With The use of Finite Elements Method”, Transactions of the VSB Technical University of Ostrava, Mechanical Series, 1 (LVIII) 1891, 2012.
17. 17. Erdemir Grubu, Ürün Kataloğu, 2015.