Charpy darbe testinin deneysel ve sayısal analizi

Authors : Mustafa ALBAYRAK, Mete Onur KAMAN

Pages : 945-957

Doi:10.24012/dumf.475979

View : 47 | Download : 16

Publication Date : 2019-09-29

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, St37 çeliğine Charpy darbe testi uygulayarak malzemenin darbe absorbe enerjisi incelenmiştir. Ortasında dairesel delik bulunan ve deliksiz olmak üzere iki farklı numune modeli kullanılmıştır. Deneysel prosedürde, numuneler 50x20x2 mm boyutlarında hazırlandıktan sonra dairesel delik etkisini inceleyebilmek için numune merkezine 9 mm çapında dairesel delik açılmıştır. Deneyler üniversal Charpy darbe test cihazında tüm numuneler için üçer kez tekrar edilmiştir. Test cihazının vurucu kütlesi 6.784 kg olup kapasitesi 49.05 J dür. Sayısal çalışmada, ANSYS yazılımı ön işlemci olarak, LS-DYNA ise çözücü olarak kullanılmıştır. St37 çelik malzeme numunesi için, çözücüde Mat 15(Johson-Cook) malzeme modeli tercih edilmiştir. Vurucu ve mesnet modeli için Mat 20 (Rigid) malzeme modeli seçilmiştir. Enerji sönümleme mekanizması hem deneysel hem de sayısal yöntemlerle analiz edilerek, delikli ve deliksiz numuneler için karşılaştırılmıştır. Elde edilen verilere göre deliksiz numunelerin darbe dirençleri, merkezinde 9 mm çapında dairesel delik bulunan numunelerle kıyaslandığında önemli bir üstünlüğe sahip olduğu gözlemlenmiştir. Numune kesitinde sürekliliğin bozulmasıyla birlikte darbe sönümleme enerjisinin deneysel olarak % 46.53 oranında düştüğü tespit edilmiştir. Numunelerin deneysel çalışmalar sonrasında ölçülen darbe absorbe enerjileri ile sonlu elemanlar metodu kullanılarak elde edilen sayısal analiz sonuçları karşılaştırılarak grafikler halinde sunulmuştur. Çalışma sonucunda, sayısal ve deneysel yöntemlerle elde edilen sonuçlar arasındaki maksimum fark tüm numuneler için %4.62 olarak elde edilmiştir. Kullanılan sayısal darbe test metodunun deneylere gerek kalmadan karmaşık ve farklı geometrilere sahip numuneler için uygulanabilirliği ortaya çıkmıştır.
Keywords : St37, LS DYNA, Charpy Darbe Testi, Johnson Cook, ANSYS

ORIGINAL ARTICLE URL