Effects of the semi die/plug angles on cold tube drawing with a fixed plug by FEM for AISI 1010 steel tube

Yıl 2017, , 886 - 892, 01.10.2017

Sadettin Orhan , Fahrettin Öztürk , Jabbar Gattmah

https://doi.org/10.16984/saufenbilder.291270

Cited By: 2

Öz

Bu makalede, AISI 1010 çelik borunun, sabit bir mandrel ile soğuk
çekme işleminin benzetimi için sonlu eleman metodu kullanılmıştır. Farklı
sürtünme katsayıları için, %23 kesit daralmasında yarı kalıp/mandrel açılarının
çekme gerilmesi üzerine etkileri araştırılmıştır. Sonlu elemanlar modeli,
deneysel verilerle başarıyla doğrulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, sonlu
elemanlar metodu ve deneysel çalışmanın iyi bir uyum sergilediğini
göstermiştir. Sonuç olarak,daha büyük boyutları nedeniyle, yarı kalıp açısının
plastik deformasyona etkisi, yarı mandrel açısından daha büyüktür. 12⁰
yarı kalıp açısı, tüm sürtünme katsayıları için en az çekme gerilmesi
oluşturur. Konik sabit mandrel ile boru çekme işleminde yarı kalıp açısı 7⁰ iken,  2⁰ ve  4⁰ arasındaki yarı mandrel açısı kullanılmalıdır.

Anahtar Kelimeler

Cold drawing, FEM, Residual stress, semi die angle, drawing stress

AISI 1010 çeliği için proses parametrelerinin sabit mandrel ile soğuk boru çekme işlemine etkilerinin sonlu elemanlar analiziyle incelenmesi

Öz

Bu çalışmada, sonlu elemanlar analizi kullanılarak, sabit mandrel ile soğuk boru çekme işleminin benzetimi yapılmış olup, kesit daralma oranının, yarı kalıp açısının, yarı mandrel  açısının ve sürtünme katsayılarının çekme gerilmesine etkileri araştırılmıştır. Sonlu elemenlar modeli, %16 kesit daralmasındaki deneysel verilerle doğrulanmıştır. Netice olarak, yarı kalıp açısının plastik şekil değişimine etkisi yarı mandrel açısından daha büyük olmuştur. Sebebi ise kalıp açısının büyüklüğünden kaynaklanmaktadır. 12o’lik yarı kalıp açısı bütün sürtünme değerleri için minumum çekme gerilmesini vermektedir. Sabit konik mandrel ile boru çekme işleminde 7o’lik yarı kalıp açısı için 2-4o aralığındaki yarı mandrel açısı kullanılmalıdır. Deneysel ve sonlu elemanlar analiz sonuçlarının uyum içinde olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Soğuk boru çekme, Sonlu eleman analizi (FEA), çekme gerilmesi, yarı kalıp açısı, yarı mandrel açısı

Kaynakça

• [1] H. Teschaetsch, “ Tube Drawing“,.Metal forming practice, Published by Vieweg Verlag,, Dresden, Germany, 2006, p. 105-108.
• [2] T. J. Dankert, B. Endelt, “ E. LS-DYNA used to analyze the drawing precision tubes", 7th European LS-DAYNA Conf. 2009.
• [3] J.F. Béland, M. Fafard, A. Rahem, , G. D. Amours, T. Côté, “Optimization on the cold drawing process of 6063 aluminum tubes. J Applied Mathematical Modelling 2011, Vol. 35, pp. 5302-5313.
• [4] R. Bihamta, Q.H. Bui, M. Guillot, G. D’Amours, A. Rahem, M. Fafard, “Application of a new procedure for the optimization of variable thickness drawing of aluminum tubes“, CIRP J of Manf. Sci. and Technol. 2012, Vol. 5, pp. 142-150.
• [5] M. Palengat, G. Chagnon, D. Favier, H. Louche, C. Linardon, C. Plaideau, “Cold drawing of 316L stainless steel thin-walled tubes: Experiments and finite element analysis“, Int. J. of Mech. Sci. 2013, Vol. 70, pp. 69-78.
• [6] C.Linardon , D.Favier, G.Chagnon, B.Gruez, “A conical mandrel tube drawing test designed to assess failure criteria“,J. of Mat. Process. Technol., 2014, Vol. 214, pp. 347-357.
• [7] J. J. Sheu, S. Y. Lin, C. H. Yu, “Optimum die design for single pass steel tube drawing with large deformation“, J. of Procedia Eng, 2014, Vol. 81, pp. 688-693.
• [8] E. Tran, A. N. Rotariu, P. Lixandru, L. C. Matache, C. Enache, T. Zecheru, “ Experimental and numerical investigation on 6082 0 temper aluminum alloy cartridge tube drawing", J. of Mat. Process. Technol. 2015, Vol. 216, pp. 59-70.
• [9] J. Kasim, "Calculation of relative extrusion pressure for circular section by local coordinate system by using finite element method FEM", Diyala J. of Eng. Sci. 2010, Vol. 03, pp. 80-96.
• [10] J. Chakrabarty, “Foundations of Plasticity“, Theory of plasticity, 3rd ed. Texas: Butterworth-Heinemann, 2006.
• [11] M.T.P. Aguilar, E.C.S. Corre, R.F. Silva, P.R. Cetlin, “The evaluation of redundant deformation factors in axi-symmetric bar of austenitic stainless steel“, J. of Mat. Process Technol., 2002, Vols. 125-12, pp. 323-325.
• [12] G. E. Dieter, H. A. Kuhan, “Drawing of Wire, Rod, and Tube“, Handbook of workability and process design, ASM International, 2003, p. 278-290.