Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi
Yıl: 2019 Cilt: 34 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 855 - 863 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.460485 İndeks Tarihi: 30-12-2020
Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi
Öz: Otofretaj, kalın cidarlı silindirlerin kullanımı öncesinde silindir cidarında kalıntı gerilme oluşturma işlemidir.Bu kalıntı gerilmeler yüksek basınçlı uygulamalarda servis basıncının uygulandığı esnada oluşan gerilmelerinbir kısmını elimine ederek, basınçlı kapların basınç taşıma kapasitelerinin artmasına yardımcı olmaktadır.Pratikte hidrolik ve mekanik olmak üzere iki farklı otofretaj yöntemi vardır. Mekanik otofretaj kalın cidarlısilindirlerde faydalı kalıntı gerilmeler oluşturmak için hidrolik otofretaja nazaran daha ekonomik biryöntemdir. Bu çalışmada, ısıl işlem uygulaması sonucu farklı malzeme özellikleri kazanmış aynı boyutlardakiiki adet kalın cidarlı silindire uygulanan mekanik otofretaj işlemi incelenmektedir. Çalışmanın öncelikli amacı,mekanik otofretaj işleminden maksimum faydanın elde edildiği optimum mandrel-iç çap arakesit oranınınbelirlenmesidir. Bu amaç doğrultusunda, iki adet kalın cidarlı silindirin maksimum 400 MPa servis basıncındakullanılacağı varsayılarak, otofretaj görmüş silindirin en kritik bölgesi olan elastik-plastik geçiş çapı üzerindeoluşan eşdeğer gerilmeler belirlenmiştir. İlk önce 400 MPa iç basınca maruz kalan otofretaj görmüş kalıncidarlı silindirlerin elastik-plastik geçiş çapı üzerindeki Tresca ve Von Mises eşdeğer gerilmeleri analitikolarak belirlenmiştir. Sonrasında ise ABAQUS yazılımı kullanılarak analitik modelin doğrulaması yapılmıştır.Mekanik otofretaj işlemi optimum değerler dikkate alınarak fabrika ortamında gerçekleştirilmiş olup iç ve dışçaplardaki kalıcı genişleme oranlarının belirlenmesi amacıyla ölçümler gerçekleştirilmiştir. İç ve dış çaporanları ABAQUS yazılımıyla da elde edilmiş ve ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.
Anahtar Kelime: Optimization of mechanical (Swage) autofrettage process
Öz: Autofrettage is the process of residual stress formation on the walls of the thick walled cylinders before their usage. These residual stresses help to increase the pressure bearing capacity of the thick walled cylinders by eliminating some stresses when service pressure is applied in the high pressure applications. In practice, there are two different autofrettage methods as hydraulic and swage. Swage autofrettage is a more economical method to form beneficial residual stresses in the thick walled cylinders when it is compared with the hydraulic autofrettage method. In the current study, swage autofrettage process, applied on to two thick walled cylinders which have gained different material properties by heat treatment process is investigated. The main objective of the study is to determine the optimum mandrel-inner diameter interference ratios that results in maximum benefit. In accordance with this purpose, it is determined equivalent stresses on elastic-plastic junction, which is the most critical region of autofrettaged cylinder, being assumed to be used in max. 400 MPa service pressure. At first, maximum Tresca and Von Mises equivalent stresses on the elastic-plastic junction are obtained analytically for the autofrettaged thick walled cylinders exposing to the internal pressure of 400 MPa. Then, the verification of the analytical model is performed by making use of a ABAQUS software which uses the finite element method. Swage autofrettage is applied in the factory considering optimum values and permanent expansion of inner and outer diameter is measured. It is also calculated making use of ABAQUS software and results are compared.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Gibson M.C., Determination of residual stress distributions in autofrettaged thick-walled cylinders, Doctoral thesis, Cranfield University, Shrivenham, UK, 2008.
- 2. Ayob A., Elbasheer M.K., Optimum autofrettage pressure in thick cylinders, Jurnal Mekanikal, 24, 1-14, 2007.
- 3. Yıldırım H., Analytical and numerical analysis of swage autofrettage process applied to thick walled cylinders, Master thesis, Yıldırım Beyazıt Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2015.
- 4. Davidson T.E., Kendall D.P., Reiner A.N., Residual stresses in thick-walled cylinders resulting from mechanically induced overstrain, Experimental Mechanics, 253-268, 1963.
- 5. Ali A.R.M., Ghosh N.C., Alam T.E., Optimum design of pressure vessel subjected to autofrettage process, International Scholarly and Scientific Research & Innovation, 4 (10), 582-587, 2010.
- 6. Hu Z., Penumarthy C., Computer modeling and optimization of swage autofrettage process of a thickwalled cylinder incorporating bauschinger effect, American Transactions on Engineering & Applied Sciences, 3, 31-63, 2014.
- 7. Chakrabarty J., Theory of plasticity, (3th ed.), Elsevier, UK, 1996.
- 8. Jahed H., A variable material approach for elasticplastic analysis of proportional and nonproportional loading, Thesis (PhD), University of Waterloo, 1997.
- 9. Jost G.S., Stresses and strains in a cold-worked annulus, Aircraft Sructures Report 434, Defence Science and Technology Organisation, Aeronautical Research Laboratory, Melbourne, Australia, 1988.
| APA | Çelik V, GÜNGÖR O, Yıldırım H (2019). Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi. , 855 - 863. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| Chicago | Çelik Veli,GÜNGÖR Onur,Yıldırım Halil Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi. (2019): 855 - 863. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| MLA | Çelik Veli,GÜNGÖR Onur,Yıldırım Halil Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi. , 2019, ss.855 - 863. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| AMA | Çelik V,GÜNGÖR O,Yıldırım H Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi. . 2019; 855 - 863. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| Vancouver | Çelik V,GÜNGÖR O,Yıldırım H Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi. . 2019; 855 - 863. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| IEEE | Çelik V,GÜNGÖR O,Yıldırım H "Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi." , ss.855 - 863, 2019. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| ISNAD | Çelik, Veli vd. "Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi". (2019), 855-863. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460485 |
| APA | Çelik V, GÜNGÖR O, Yıldırım H (2019). Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(2), 855 - 863. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| Chicago | Çelik Veli,GÜNGÖR Onur,Yıldırım Halil Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34, no.2 (2019): 855 - 863. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| MLA | Çelik Veli,GÜNGÖR Onur,Yıldırım Halil Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.34, no.2, 2019, ss.855 - 863. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| AMA | Çelik V,GÜNGÖR O,Yıldırım H Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(2): 855 - 863. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| Vancouver | Çelik V,GÜNGÖR O,Yıldırım H Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(2): 855 - 863. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| IEEE | Çelik V,GÜNGÖR O,Yıldırım H "Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34, ss.855 - 863, 2019. 10.17341/gazimmfd.460485 |
| ISNAD | Çelik, Veli vd. "Mekanik otofretaj işleminin eniyilemesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34/2 (2019), 855-863. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460485 |
