Üçüncü nesil fortiform 1050 çeliğinin basınca bağlı sürtünme katsayısının deneysel ve sonlu elemanlar yöntemiyle araştırılması

Sac metaller başta otomotiv sektörü olmak üzere birçok farklı sektörde kullanılmakta ve uygulama alanları sürekli artmaktadır. Kullanım alanları ve geometrilerine bağlı olarak malzemelerden beklenen özellikler değişmektedir. Günümüz otomotiv endüstrisinde ağırlıktan kazanç sağlayarak emisyon oranını azaltma trendi göz önünde bulundurulduğunda, geleneksel malzemelere oranla nispeten hafif malzemeler dikkat çekmektedir. Bu bağlamda hafif malzemeler olarak adlandırılan alüminyum, magnezyum, kompozit ve ileri yüksek mukavemetli çelik malzemeler ön plana çıkmaktadır. İleri yüksek mukavemetli çelikler geleneksel çeliklerle kıyaslandığında aynı özgül ağırlık değerine sahipken daha yüksek dayanım sunabilmektedirler. Geleneksel malzemeler yerine yüksek dayanımlı malzemenin kullanımı ile aracın çeşitli parçalarında sac kalınlığını düşürerek eş dayanım değerine sahip daha hafif parçaların ve dolayısıyla daha hafif araçların üretilmesi mümkün kılınmaktadır. Bu çalışmada, üçüncü nesil ileri yüksek mukavemetli çelikler ailesinin bir üyesi olan Fortiform 1050 malzemesinin preste şekillendirilme davranışı incelenmiştir. Sac parçaların soğuk şekillendirme prosesinde form vermeyi etkileyen pek çok farklı parametre bulunmaktadır. Bu parametrelerden biri olan sürtünme katsayısı, iki farklı sanal simülasyon yöntemi ile incelenmiş ve bu iki yöntemin kıyaslaması yapılmıştır. Bahsi geçen bu iki yöntemde Coulomb sürtünme katsayısı ile basınca bağlı sürtünme katsayısının sac şekillendirme üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Basınca bağlı sürtünme katsayısının bulunabilmesi adına değişik kuvvet değerleri altında bir takım testler gerçekleştirilmiştir. Bu testler sonucunda sürtünme katsayısının farklı kuvvetler altındaki değerleri elde edilmiştir. Basınca bağlı sürtünme katsayısı formülasyonuna uygun Matlab kodu yazılarak elde edilen sürtünme katsayıları ve bunlara karşılık gelen kuvvetler girilerek simülasyonu gerçekleştirebilmek için gerekli olan n ve Po değerleri bulunmuştur. Sürtünme katsayısının şekillendirme üzerindeki etkisini araştırabilmek adına destek parça tasarımı gerçekleştirilmiş ve bu parçayı preste üretebilmek için gerekli olan kalıp, firma bünyesinde bulunan prototip kalıbın revize edilesiyle elde edilmiştir. Bu kalıp yüzeylerine ve iki farklı sürtünme katsayısı teoremine göre şekillendirme analizleri gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarının doğruluğunu anlamak adına prototip parçaların üretimi yapılmış ve prototip parçalar ile simülasyon sonuçları kıyaslanmıştır. Bu kıyaslamayı gerçekleştirebilmek için ilk olarak parçaların şekillendirilme sonrasındaki çekme paylarına bakılmıştır. Prototip parçalardaki çekme paylarını ölçebilmek adına pot üzerine belirli bölgelerde işaretlemeler yapılmış, bu işaretler ile final parça arasındaki mesafeler ölçülmüştür ve simülasyon sonuçlarındaki çekme payları arasındaki fark incelenmiştir. Daha sonra üretilen prototip parçalar taranıp, tarama datası simülasyon sonuçları ile çakıştırılarak şekillendirme sonrası sac parçaların geri esneme doğruluğu kıyaslanmıştır. Elde edilen veriler doğrultusunda, basınca bağlı sürtünme katsayısının daha doğru sonuçlar verdiği görülmüştür.