Yüksek hızda şekillendirilen alüminyum alaşımlarında oluşan deformasyonun incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, hava-yakıt hacimsel oranını 1(bir) alarak, Asetilen(C2H2)-Oksijen(O2) karışımıyla detonasyon (şok hız) elde edilerek, alüminyum levhaların (Etial 5) silindirik kap biçiminde şekillendirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla çift kademeli bir detonasyonla şekillendirme düzeneği tasarlanarak imal edilmiştir. Detonasyonun elde edilmesinde Çift Kademeli Detonasyon Tüp (ÇKDT) hacminin %60, %80, %100, %120 veya %140 oranında gönderilen reaktant (oksijen-asetilen karışımı) miktarı, manometre ve debi metrelerle bilgisayar kontrollü olarak yapılmıştır. ÇKDT'nin birinci tüpünde yaklaşık maksimum detonayon hızına ulaşılmış, detonasyon hız ölçümü ikinci tüp üzerinde yapılmıştır. Detonasyonun hızı ve basıncı bilgisayar kontrollü olarak ölçülmüştür. Elde edilen bu detonasyon enerjisi bir alüminyum saç levha üzerine yönlendirilerek levha kalıp üst yarıçapları 5,10,15 mm olan ve kalıp derinliği 20-32,5 mm arsında değişen silindirik kalıplar içinde şekillendirilmeye çalışılmıştır. Silindirik kalıplar içinde biçimlendirilen alüminyum levhaların şekillenebilirlik miktarları ölçülerek analiz edilmiştir. Detonasyonla şekillendirmenin teorik modeli eksplisit dinamik analiz kodu kullanan ANSYS/ LS-DYNA yazılımı kullanılarak oluşturulmuş ve model çözümlenmiştir. Deneysel ve teorik sonuçların birim uzama, kalınlık değişimleri ve şekillendirme miktarlarının karşılaştırılması yapılmıştır. Geliştirilen teorik ve deneysel modelin birbiriyle %80-90 oranında uyumlu olduğu gözlemlenmiş uyumsuzluğun nedenleri belirlenmiştir. Deneysel sonuçların birim uzamalarının ölçüm sonuçlarından elde edilen birincil ve ikincil uzamalara bağlı olarak şekillendirme sınır diyagramları oluşturulmuştur. Detonasyonla şekillendirme, Sonlu elemanlar metodu, Yüksek hızda şekillendirme,

AN INVESTIGATION OF DEFORMATION OF ALUMINUM CYLINDRICAL CUPS FORMED UNDER HIGH VELOCITY In this study, cylindrical cups formation of Aluminum alloy sheets (Etial 5) has been aimed by using detonation forming. The detonation has been achieved by acetylene (C2H2)-Oxygen (O2) mixture accepting the volume ratio of the mixture as 1 with this respect double staged detonation forming apparatus has been designed and manufactured. Volume of the reactant (mixture of C2H2- O2), 60%, 80%, 100%, 120% or 140% allowed to the Double Staged Detonation Tube (DSDT) has been controlled by manometer and flow meter in conjunction with a computer programme. In the primary tube of the DSDT, shock speed has been reached and its velocity was measured in the second tube and recorded by computer controlled system. The detonation energy achieved was directed towards the Aluminum sheet, inserted on the cup shaped die which is die radius 5, 10 or 15 mm and die height changed 20 to 32.5 mm, in order to achieve cup shaped formation. Volume of cup shape formability of the sheets has been evaluated. Detonation forming system has been modelled and analyzed by ANSYS/ LS-DYNA computer software which uses explicit dynamic analysis code. Comparison of experimental and theoretical results were obtained from unit strain, thickness variation and volume of formability have been carried out. Experimental results approximately 80%-90% agreement with the theoretical results. Forming limit diagrams have also been plotted as function of primary and secondary strains obtained from experimental results. Detonation Forming, High velocity forming, Finite element analyze