Soğuk haddelenmiş plakalarda kalıntı gerilmelerin ölçümleri için yarık açma yöntemi uygulaması

Abstract

Soğuk haddeleme kalıntı gerilmelerinin bazı hasar mekanizmaları ile iliĢkilendirildiği ve sonraki üretim iĢlemlerinin performansını etkilediği bilinmektedir. Bu nedenle, hammadde üreticileri bu gerilimleri gerdirme ve presleme gibi bazı iĢlemlerle azaltmaya çalıĢırlar. Kalınlık boyunca kalıntı gerilme profilinin belirlenmesi, hem haddeleme, hem de gerilme giderme proseslerinin tasarımı için önemlidir. Bu bilgiler, bükme ve kaynak yapma gibi yaygın imalat iĢlemlerinin tasarımında da yararlı olabilir ve nötron / sinkrotron kırınımı, yarık açma, kontur yöntemi vb. gibi çeĢitli artık gerilme ölçüm teknikleriyle elde edilebilir. Bu çalıĢmada, soğuk haddelenmiĢ ve gerginlikten arındırılmıĢ AA 5083 levhadan iĢlenen dikdörtgen plakaların kalınlığı boyunca kalıntı gerilme dağılımını ölçmek için yarık açma ve halka delme yöntemi uygulanmıĢtır. Yarık açma yöntemi için uyum matrisi, Sonlu Elemanlar Analizi (SEA) kullanılarak türetilmiĢtir ve halka delme yöntemi kalibrasyon matrisi [1] 'den elde edilmiĢtir. Sonuçlar, iyi bir soğuk haddeleme gerilme profili ile paralellik göstermekle birlikte, yarık açma yöntemi, varsayılan soğuk haddelenmiĢ gerilme profiline göre enine gerilmelerin ihmalinden kaynaklanan gerilmeleri biraz fazla tahmin etmektedir. Ek olarak, gerilmelerin dilme yöntemi sonuçlarını doğrulamak için halka delme yöntemiyle kalıntı gerilme ölçümleri yapılmıĢtır. Halka delme yöntemle yapılan ölçümler, maksimum 20 mm kalınlığın dörtte biri derinliğe kadar yapılabilmiĢtir. Bu koĢullar altında, yarık açma ve halka delme yöntemleri arasında kalıntı gerilme profili belli bir derinlik için paralel olarak gözlenmiĢtir.

It is known that cold-rolling residual stresses are associated with certain defects and affect the performance of succeeding manufacturing operations. Because of that, raw material manufacturers try to reduce those stresses by some post-treatments such as stretching and pressing. Determination of through-thickness residual stress profile is important for the design of both the rolling and stress relaxation treatment. This information can also be useful in the design of common manufacturing operations such as bending, and welding and it can be acquired by several residual stress measurement techniques such as neutron/synchrotron diffraction, slitting, contour method etc. In this study, slitting and ring-core methods have been applied to measure through thickness stress distribution on rectangular bars cut by wire- Electrical Discharge Machining (w-EDM) from a cold-rolled and stress relaxed AA 5083 plate. The compliance matrix for slitting method is derived using Finite Element Analysis (FEA) and calibration matrix for ring-core method is acquired from [1]. The results indicate a good agreement while the slitting method slightly over-estimates the stresses due to neglection of transverse stresses according to assumed cold rolled stress profile. In addition, residual stress measurements were made with the ring core method to confirm the stresses obtained with the slitting method. Measurements with the ring-core method were done up to the quarter of the maximum thickness of 20 mm. Under the circumstances, the residual stress profile due to slitting and ring-core methods was observed to be similar for a certain depth.