Three dimensional temperature and residual stress predictions in machining

Bu tez çalısmasının ilk bölümü, metal isleme sırasında talas, kesme ucu ve parça üzerindeki sıcaklıkların tahminiyle ilgilidir. Bu islemlerin sonucu olarak parçanın dayanıklılıgında önemli rol oynayan kalıntı gerilimleri, ve kesme ucu dayanıklılıgını etkileyen hızlı ve fazla asınma olusur. Bu tahmin de bu nedenle bu islemlerin sonuçları açısından en önemli bulgulardan biridir. Bu tez çalısmasında önerilen sonlu farklar tabanlı model, bu tahminlerin yapılabilmesi için çok hızlı ve deneylerle paralel sonuçlar veren bir çözüm sunmaktadır. Bu modelin sonuçları, degisik kesme kosulları altında, Al 7075, AISI 1050 ve AISI H13 malzemelerinden yapılmıs parçaların islenmesi sırasında yapılmıs olan kızılötesi termal ölçümlerle karsılastırılmıs ve iyi sonuçlar elde edilmistir. Çalısmanın ikinci bölümü, metal isleme sonrasında parçadaki kalıntı geriliminin tahmin edilmesine adanmıstır. Kesme sırasında olusan kuvvetler, parçanın, kesme ucunun ve talasın ısınmasına sebep olan ısıl kaynaklar olustururlar. Bu kuvvetler kullanılarak ısıl kaynaklar bulunduktan sonra parçanın, kesme ucunun ve talasın üzerindeki termal dagılım da bulunur ve bu termal dagılım, termal gerilimlerin bulunmasında kullanılır. Mekanik kuvvetlerden kaynaklanan mekanik gerilimler, termal gerilimler ile toplanarak parçanın üzerinde olusan toplam gerilim bulunur, ve bu çalısmada gelistirilmis analitik bir elastoplastik model kullanılarak kesme ucu parçanın üzerinden geçerken gerilme-uzama egrisinde bulunulan noktaya göre malzemenin ne kadar kalıcı gerilmeye ugradıgı hesaplanır. En son, bir relaksasyon prosedürü kullanılarak kesme ucu geçip gittikten sonra parça üzerinde ne kadar gerilme kaldıgı hesaplanır, ki bud a kalıntı gerilimine esittir. Sonuçlar, Waspaloy malzeme üzerinde yapılmıs olan deneysel sonuçlarla karsılastırılmıs ve tutarlı sonuçlar elde edilmistir. Model, FEM çalısmalarına göre, hesaplama süresini de ciddi miktarda azaltmıstır.