Sonlu elemanlar yöntemi ile boru bükme analizleri ve geri yaylanma miktarı öngörüsü

Abstract

Bu çalışmada, otomotiv sektöründe kullanılan boru profillerin boru bükme makinelerinde döner çekme yöntemi ile farklı çap ve et kalınlıklarında çelik malzemelerden boruların bükümü esnasında büküm parametlerinin geri esnemeye etkileri incelenmektedir. Boru bükme prosesi, uzay-havacılık ve otomotiv sektörlerinde oldukça kompleks şase kısımlarının tek parçada üretilebilmesini sağlayarak komponentin ağırlığını ve üretim maliyetini düşürmesi nedeniyle tercih edilmektedir. Boru bükme prosesinde Döner-Çekme (Rotary Draw), Makaralı-İtme (Push Rolling), Sıkıştırmayla (Compression) ve Pres Kütüğü (Ram) ile boru bükme yöntemleri kullanılır. Bükülen boruların kullanıldığı bu gibi yerlerde hassas büküm açısı ve uygun kesit alanı önem arz etmektedir. Boru bükme proseslerinde en sık karşılaşılan problem kesit alanı bozulmasıdır. Büküm açısını etkileyen bir diğer önemli faktör de geri esneme miktarıdır. Makaralı itme ile bükümde kalıp çapından çok daha büyük radyüslü büküm işlemleri yapıldığı için geri esneme bükülen borunun malzemesi ve kesitine bağlı olarak daha yüksek ölçeklerde görülebilmektedir. Açık ve kapalı kesit alanına sahip profillerin geri yaylanma davranışları kesit alanlarının şekline, kesit alanı ölçülerine, bükme yarıçapına ve bükme açısına göre değişkenlikler gösterir. Bu çalışmada ayrıca boru kesit alanındaki bozukluklar incelenmektedir. Çünkü bükülen borunun iç yüzeyinde (borunun kalıba değdiği yüzey) kalınlaşma görülürken, borunun dış yüzeyinde ise incelmelere rastlanmaktadır. Son olarak, boru bükmede karşılaşılan problemlerin oluşmaması için neler yapılması gerektiği açıklanmaktadır.

In this research, an investigation of bending parameters of tubular profiles bent by tube bending machines during bending through Push Rolling method shall be conducted for those used in automotive industry. Tube bending process offers production of chassis parts with highly complicated geometries as single components so that it can reduce weight and manufacturing cost of the components hence it has been preferred in fields of aerespace and automotive. Precise degree of bending and proper cross-section area is of paramount importance in such fields where bent tubes are used. Cross-section distortion is the most widely confronted problem in tube bending process. In tube bending process, Rotary Draw, Push Rolling, Compression and Ram methods are utilized. Another significant factor affecting the degree of bending is the springback. Since bending radius is much larger in comparison to the die radius in the rotary draw bending, the springback occurs large scales depending on the cross-section and the material of the tube material. Springback behaviour of profiles with open and closed cross-section can be various depending on the dimensions and forms of the cross-section area, bending radii, and degree of bend. The distortions at the cross-section area of pipes are investigated. Because while thickening of the inner surface of a bending tube (the surface in vicinity of die) is observed, thinning on the extrados of the tube can be confronted. To sum up, what can be done to prevent such issues in tube bending shall be explained.