Çekme testi ile elde edilen akma eğrisi parametrelerinin geliştirilmesi

Abstract

Sac metallerde gerilme-gerinim diyagramlarını elde etmenin en kolay yolu çekmetestidir. Sac metal sekillendirme operasyonlarının çoğunda bu bilgi kullanılmasınarağmen, deneysel olan bu değerleri ekstarpolasyon ile daha yüksek gerinimleretaşımak gerekmektedir.Çekme testinde gerinim değerleri 1 değerine kadar yükselmesine rağmen ancak çokküçük gerinim değerlerine kadar kullanılabilmektedir. Bunun nedeni çekme testindeoluşan boyun verme ve gerilme-gerinim değerlerini hesaplarken kullanılanmatematiksel formüllerin malzemenin boyun vermesinden dolayı geçersiz olmasıdır.Ancak boyun verme geometrisi optik olarak tespit edilebilirse, malzemenin dahayüksek gerinim değerlerine ulaşmasına rağmen hesaplanamayan gerinim değerlerihesaplanabilir. Bu yaklaşım ile çekme testinden daha çok bilgi edenilmesimümkündür.Optik gerinim ölçümleri, gerinimin maksimum olduğu bölgede yapılmış olup,gerilim hesapları önceden belirlenmiş anisotropi ve sabit bir sertleşme modelikullanılarak, ayrıca çekme testi makinesinin ölçtüğü kuvvet değerleri ile eşitliğisağlanarak, akma eğrisi kopmadan hemen önceki gerinim değerlerine kadarbulunmuştur.Bulunan akma eğrinin doğruluğunu belirleyebilmek için sonlu elemanlar analiziprogramı kullanarak çekme testi simulasyonları gerçekleştirilmiştir. Busimulasyonlar yapılırken malzeme girdisi bölümüne elde edilen akma eğirisigirilmiştir. Bu simulasyondan çıkan kuvvet ? uzama diyagramı ile çekme testindenelde edilen kuvvet ? uzama diyagramı aynı çıkmaktadır. Bu sonuç hesaplama ilebulunanan yüksek gerinimlerdeki akma eğrisinin doğru olduğunu göstermektedir.Daha sonrasında optik gerinim ölçerin verdiği dağılım ile sonlu elemanlarprogramının verdiği dağılım, eşdeğer plastik gerinimler bakımından karşılaştırılmışve aynı renk dağılımı ile aynı gerinim değerleri elde edilmiştir.Son olarak optik gerinim ölçerin verdiği gerinimler ile hesaplanan akma eğrisi,hidrolik şişirme testi sonucunda elde edilen akma eğrisi ile karşılaştırılmıştır.Sonuçda optik gerinim ölçer sayesinde elde edilen akma eğirisi, hidrolik şişirmetestinden elde edilen akma eğrisine yakın çıkmıştır. Her iki eğride yüksek gerinimdeğerlerine kadar ulaşmıştır. Hidrolik şişirme testi yüksek gerinimlerde malzemeninkarakteristiğini elde etmek için yapıldığından dolayı pahalı ve yapılması zor olan butest önemini yitirecektir.

Although the tension test is the simplest method to obtain the stress-strain diagrams(and through these diagrams, the flow curves), since it provides less knowledge thanrequired, an extrapolation of data is to be made if the obtained flow curve is intendedto be used in modelling a sheet metal forming application.In a typical tensile test, strains up to unity can be reached, however, due to theinstability in the form of necking which hinders mathematical evaluation of stressesand strains from direct elementary measurements, stress-strain relations up to 0.3-0.4are obtained. To cope with this problem, either approximate/measured neckgeometry or the optical measurements of strains at the most stretched material pointhave been utilized in order to get further information. In these approaches either thestrain or the stress distribution is approximated.In this study, optical strain measurements from all over the most critical section aremade. Also, stress values at this critical section are calculated through a preselectedmaterial model under the constraint of force balance. This approach eliminates theassumption of uniform stress distribution over the most critical cross-section andprovides a more realistic approach. Following the advance of the strain andcorresponding stress values at the most critical section, flow curves that reach thestrain values just before the rupture may be attained.Several flow curves are evaluated using materials which have in-plane isotropy.Obtained flow curves are compared with the results from hydraulic bulge tests,which are also evaluated using optic strain measurements. Results are promising, atleast for the ductile materials that are tested within the scope of this study, in the waythat expensive and cumbersome hydraulic bulge tests are no more necessary in orderto obtain the flow curves up to higher strains.