Yüksek mukavemetli kalın çelik plakaların adımsal bükülmesine yönelik yeni bir proses tasarımı ve uygulaması

Abstract

Zırhlı muharebe aracı üretiminin önemli bir alt işlemi olan gövde imalatında ultra yüksek mukavemetli çeliklerin (UHSS) bükülmesi önemli bir üretim aşamasıdır. Bu bükme işlemi genellikle havada bükme koşulunda (air bending) yüksek tonajlı abkant preslerde gerçekleştirilmektedir. Gövde üretiminde kullanılan çelikler, 1250 MPa gibi geleneksel yumuşak çeliklere kıyasla çok yüksek kopma mukavemetlerine sahip olabilmektedir. Bu mukavemet seviyelerinin doğal bir sonucu olarak yüksek bükme kuvvetlerine ihtiyaç doğmaktadır. Diğer yandan, yeni nesil bir imalat yöntemi olarak adlandırılabilecek olan, plastik şekil değiştirmenin adımsal olarak uygulanmasına dayanan adımsal sac şekillendirme yöntemi, son dönemlerde metal şekillendirme endüstrisinde kullanılmaktadır. Bu yeni teknik, şekillendirilebilirliğin arttırılması, karmaşık kalıp tasarımlarına olan gerekliliğin ortadan kaldırılması ve şekillendirme kuvvetlerinin önemli ölçüde azaltılmasında bazı avantajlara sahiptir. Bu tez çalışmasında temel olarak adımsal şekillendirme prosesinin büküm kuvvetinin azaltılması üzerindeki potansiyeli araştırılmıştır. Tezin kapsamı içerisinde yeni bir adımsal bükme prosesi önerilmiş, proses sonlu elemanlar yöntemi ile benzetilmiş ve deneysel olarak doğrulanmıştır. Benzetimler ve deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen datalar üzerinde yapılan çalışmalar sayesinde bazı proses parametreleri de optimize edilmiştir. Bununla birlikte, adımsal bükme işlemi, konvansiyonel havada bükme işlemi de ile karşılaştırılmıştır.As a specific section of armored combat vehichle industry, hull production, for many case, has a production step for bending of ultra high strength steels (UHSS). This bending operation is generally performed by means of high tonnage press brakes in air bending condition. The steels in hull production have very high tensile strengtht values compared to conventional mild steel such as 1250 MPa or even higher. These strength levels absolutely require high bending forces, undoubtfully. On the other hand, incremental sheet forming process has been recently implemented in metal forming industry which is mainly based on the gradual and local excitation of plastic deformation. This new generation technique has some advantages such as increasing the formability, eliminating the complex tool requirements and reducing the forming forces reasonably. In this study, basically the potential of incremental forming process in force reduction is investigated. A new incremental bending process is proposed, simulated and experimentally verified within the scope of the study. Through the wide range of data obtained from the simulation and experimental efforts, some optimization could also be conducted on the process parameters. Briefly, the results of the incremental bending of UHSS plates are compared with the conventional air bending operation.