A COMBINED NUMERICAL-EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON MICRO-EXTRUSION
Date
2013-06-14
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
In this work, to develop an understanding on micro forming processes, a combined
experimental-numerical investigation on micro forming is presented. On the experi mental side, in order to demonstrate the statistical size effect, an experimental set-up
for micro-extrusion has been designed and micro-extrusion test with copper billets of
different average grain size, has been conducted successfully. On the modelling side,
due to large displacement and large strains developing during the forming process, a
geometrically non-linear continuum mechanics description is preferred. Since a grain
level description is necessary for micro forming operations, crystal plasticity is used
to model the mechanical response of each grain. To this end, the crystal plasticity
framework has been coded as a user defined material model and integrated into the
commercial FE software Abaqus as a UMAT subroutine. With this tool, a numerical
investigation on the influence of grain orientations on frictional response at small scales
is carried out.
Description
MİKRO-EKSTRÜZYON İŞLEMİ ÜZERİNE DENEYSEL-SAYISAL BİR İNCELEME
ÖZ: Bu çalışmada, mikro şekillendirme işlemleri ile ilgili bir anlayış geliştirebilmek için mikro ekstrüzyon üzerine deneysel ve sayısal araştırmaları içeren bir çalışma sunulmaktadır. Deneysel tarafta; istatiktiksel boyut etkisini göstermek için bir dizi mikro ekstrüzyon deney düzeneği hazırlanmış, farklı ortalama tanecik büyüklüğü güne sahip bakır çubuklar kullanılarak mikro ekstrüzyon testleri başarıyla gerçekleştirilmiştir. Modelleme kısmında ise, şekillendirme boyunca oluşan büyük yer değiştirme-büyük gerinimler dikkate alınarak, geometrik olarak lineer olmayan sürekli ortamlar mekaniği tercih edilmistir. Mikro şekillendirme süreçlerinde tanecik büyüklüğü seviyesinin tanımlanması gerekliliğinden dolayı Kristal Plastisite teorisi mekanik davranışın modellenmesinde kullanılmıştır. Bu amaçla Kristal Plastisite teorisine bağlı kullanıcı tanımlı malzeme modeli kodlanarak Sonlu Elemanlar Analiz Programı “Abaqus” içine entegre edilmiştir. Bu şekilde küçük ölçeklerde tanecik yönelimlerinin sürtünme parametresi üzerine olan etkisi sayısal olarak incelenmiştir.
ÖZ: Bu çalışmada, mikro şekillendirme işlemleri ile ilgili bir anlayış geliştirebilmek için mikro ekstrüzyon üzerine deneysel ve sayısal araştırmaları içeren bir çalışma sunulmaktadır. Deneysel tarafta; istatiktiksel boyut etkisini göstermek için bir dizi mikro ekstrüzyon deney düzeneği hazırlanmış, farklı ortalama tanecik büyüklüğü güne sahip bakır çubuklar kullanılarak mikro ekstrüzyon testleri başarıyla gerçekleştirilmiştir. Modelleme kısmında ise, şekillendirme boyunca oluşan büyük yer değiştirme-büyük gerinimler dikkate alınarak, geometrik olarak lineer olmayan sürekli ortamlar mekaniği tercih edilmistir. Mikro şekillendirme süreçlerinde tanecik büyüklüğü seviyesinin tanımlanması gerekliliğinden dolayı Kristal Plastisite teorisi mekanik davranışın modellenmesinde kullanılmıştır. Bu amaçla Kristal Plastisite teorisine bağlı kullanıcı tanımlı malzeme modeli kodlanarak Sonlu Elemanlar Analiz Programı “Abaqus” içine entegre edilmiştir. Bu şekilde küçük ölçeklerde tanecik yönelimlerinin sürtünme parametresi üzerine olan etkisi sayısal olarak incelenmiştir.
Keywords
manufacturing engineering