Soğuk Haddelenmiş Alüminyum Plakalarda Kontur Metodunun Uygulaması

Abstract

Son zamanlarda popüler olan kontur metodu, herhangi bir parçanın enine kesitinden artık gerilmeleri ölçebilmektedir. Bu metot, diğer tekniklerde olduğu gibi herhangi bir tersinir hesaplamaya gerek duymadan 2 boyutlu gerilme haritasını verebilir. Kontur metodu ucuzdur, basittir ve birçok uygulama alanına sahiptir. Dahası, delik delme ve nötron kırınımı gibi tekniklere karşın ölçüm derinliği kontur metodu için kısıtlı değildir. Bu çalışma, soğuk haddelenmiş bir alüminyum plaka üzerinde kontur metodunun bir uygulamasını sunmaktadır. Bu tezde, kalıntı gerilmeleri kontur metodu yardımıyla belirlemek için iki adet AA 5083 numunesi kullanılmıştır. Numuneler, kıvılcımla malzeme işleme yöntemi ile ikiye kesilmiş ve daha sonra kesilen yüzeylerde bulunan konturlar odak değişimi tekniği kullanılarak optik yüzey ölçümü yapan bir makine tarafından ölçülmüştür. Elde edilen veriler MATLAB yazılımı kullanılarak işlemden geçirilmiştir. Veri işleme sonrasında ölçülen konturların tersleri sonlu elemanlar modeline uygulanmış ve kalıntı gerilmelerin iki boyutlu haritasına ulaşılmıştır. Elde edilen gerilme dağılımı profilleri, doğrulanması için dilme ve halka çekirdek yöntemlerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmış ve dilme yöntemi ile iyi bir uyum sağlanmıştır. Ayrıca, kontur metodu ile elde edilen gerilme dağılım profili, soğuk haddeleme işleminden sonra beklenen gerilme yapısına uygun olmuştur. Sonuçlar halka çekirdek metodu ile karşılaştırıldığında bazı farklılıklar ortaya çıksa da gerilme profillerinin benzer bir eğilim gösterdiği gözlemlenmiştir.

The recently popular contour method can measure residual stresses through cross section of any part. The contour method can give 2D stress map without any inverse calculation as other techniques do. It is cheap, simple and has many applications. Moreover, measurement depth is not limited by contrast with other techniques such as hole drilling and neutron diffraction. This study presents an application of the contour method on a cold rolled aluminum plate. In this thesis, two AA 5083 specimens were used to determine the residual stresses by the contour method. The specimens were cut in two by using wire-Electric Discharge Machining (w-EDM) and then, the contours from the cut surfaces were measured by an optical surface profiler using the focus variation technique. The obtained data were processed by MATLAB software. After data processing, inverse of the measured contours were applied to a FE model and a 2D map of the residual stress was attained. The stress distribution profiles were compared to the results obtained from Slitting and Ring Core methods for verification and a good agreement with Slitting Method was achieved. Also, the stress distribution profile from the Contour Method was according to the expected stress distribution after a cold rolling process. Although there were some differences with Ring Core Method, similar trends were observed.