Soğuk Dövmede Sürekli Ortamlar Hasar Mekaniği (SOHM) Uygulamaları Bölüm I-Ekstrüzyonda v-Şeklindeki Merkezi Kırık Oluşumunun Modellenmesi

Yıl 2008, Cilt: 10 Sayı: 1, 1 - 9, 01.05.2008

Celal Soyarslan A. Erman Tekkaya Uğurhan Akyüz

Öz

Bu çalışmada, soğuk ileriye çubuk
akıtma işleminde görülen iç çatlakların SOHM vasıtası ile incelenmesi
amaçlanmıştır. Bu amacı gerçekleştirmek adına hemen hemen-tek yönlü hasar
evrimine izin veren Lemaitre tipi bir matematiksel hasar modeli, deformasyon gradyanının
çarpmalı faktorizasyonuna dayanan sonlu hiperelastik plastisite ile
eşleştirilmiş ve geliştirilen yapı, bir ticari sonlu elemanlar programı olan
ABAQUS/Explicit için VUMAT kullanıcı tanımlı malzeme alt-programı olarak
uygulanmıştır. Bu alt-program vasıtası ile gerçekleştirilen benzetimlerde
1000-6 çeliği için tek aşamalı ileriye çubuk akıtma işlemi için merkezi hasar
birikimi ve kırık oluşumu incelenmiştir. Gösterilmiştir ki, uygun sürtünme
değerleri için deneysel verilerle de uyum gösteren gözlemlere göre, ileriye
çubuk akıtma işlemi sırasında, plastik şekillenme bölgesinde meydana gelen
pozitif asal gerilmeler malzeme şekillenebilirliğini kayda değer bir şekilde
azaltmakta ve nihayetinde v-şeklinde iç kırıklara neden olmaktadır Ayrıca
oluşan kırıkların kuvvet-yer değiştirme eğrileri üzerindeki etkisi
incelenmiştir. 

Anahtar Kelimeler

ileriye çubuk akıtma, Sürekli Ortamlar Hasar Mekaniği, Sonlu Elemanlar, V-şeklindeki kırıklar

Kaynakça

• 1. Jennison, H.C.: Certain types of defects in copper wire caused by improper dies and drawing practice, in : Proc Inst Metal Div AIME, 1930, 89.
• 2. Avitzur, B.: Analysis of central bursting defects in extrusion and wire drawing, J. Mech. Phys. Solids, 1968, 90, 79-91.
• 3. Zimerman, Z., Avitzur, B.: Analysis of central bursting defects in extrusion and wire drawing, 1970, J. Eng. Ind. 90, 135-145.
• 4. Aravas, N.: The analysis of void growth that leads to central bursts during extrusion. J Eng for Ind, 1986, 34, 55-79.
• 5. Liu, T. S., Chung, N., L.: Extrusion analysis and workability prediction using finite element method, Computers and Structures., 1990, 34, 369-377.
• 6. Giardini, C., Ceretti, E., Maccarini, G.: Formability in extrusion forging: the influence of die geometry and friction conditions, Journal of Materials Processing Technology, 1995, 54, 302-308.
• 7. Ceretti, E., Taupin, E., Altan, T.: Simulation of metal flow and fracture applications in orthogonal cutting, blanking, and cold extrusion, Annals of the CIRP, 1997, 46, 187-190. 8. Lim, L. G., Dunne, F. P. E.: Modelling central bursting in the extrusion of particulate reinforced metal matrix composite materials, Int. J. Mach. Tools Manufact., 1997, 37, 901-915.
• 9. Lee, Y. , Hahm, S.: Mechanical property changes in drawing/extrusion of hardening viscoplastic materials with damage, Int. J. Mech. Sci., 1997, 39, 565-573.
• 10. M Gelin, J. C., Modelling of damage in metal forming simulations, J. Mater. Proc. Technol., 1998, 80-81, 24-32.
• 11. Choi, S., Lee, Y., Oh, H.: Ductile fracture in axisymmetric extrusion, J. Mater. Proc. Technol., 1998, 74, 263-267.
• 12. Ko, D., Kim, B.: The prediction of central burst defects in extrusion and wire drawing, J. Mater. Proc. Technol., 2000, 102, 19-24.
• 13. Hambli, R., Badie-Levet, D.: Damage and fracture simulation during the extrusion process, Comput. Meth. Appl. Mecha. Eng., 2000, 186, 109-120.
• 14. Saanouni, K., Mariage, J. F., Cherout, A., Lestriez, P.: Numerical prediction of discontinuous central bursting in axisymmetric forward extrusion by continuum damage mechanics, Computers and Structures, 2004, 82, 2309-2332.
• 15. McVeigh, C., Liu, W. K.: Prediction of central bursting during axisymmetric cold extrusion of a metal alloy containing particles, Int J Solids and Structures, 2006, 43, 3087-3105.
• 16. Soyarslan, C., Tekkaya, A. E., Akyuz, U.: Applications of Continuum Damage Mechanics in discontinuous crack formation: Forward extrusion chevron predictions, Z Angew Math Mech, 2008, 88, 436-453.
• 17. Kachanov, L.M.: Time of the rupture process under creep conditions, Izv Akad Nauk SSR, 1958, 8, 26-31.
• 18. Rabotnov, Y.: Creep rupture, in: M. Hetenyi andW. Vincenti, eds., Applied Mechanics. Proceedings of the 12th Int Congress of Applied Mech, Springer-Verlag, Berlin, 1968, 342-320.
• 19. Lemaitre, J.: Evaluation of dissipation and damage in metals, in: Proceedings of I.C.M. 1, Kyoto, Japan., 1971.
• 20. Lee, E.H.: Elasto-plastic deformation at finite strains, ASME J Applied Mechanics, 1969, 36, 1-6.
• 21. Ladeveze, P., Lemaitre, J.: Damage effective stress in quasi-unilateral conditions, IUTAMCongress, Lyngby (Danemark), 1984.