AISI 4140 Çeliğinin Delinmesinde Matkap Uç Geometrisi Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizinde Johnson-Cook Malzeme Modeli ve Yazılım Kütüphanesi Sonuçlarının Kıyaslanması

Bu çalışmada, AISI4140 çeliğinin delinmesinde matkap uç geometrisini oluşturan unsurlardan; batma açısı, öz kalınlığı ve giriş açısının delinebilirlik üzerindeki etkileri sonlu elemanlar destekli simülasyonlarla analiz edilmiştir. Simülasyon çalışmalarında, 6.8 mm çapında, iki ağızlı, helisel yapıda, split uçlu ve yekpare karbür matkap modelleri kullanılmıştır. Bu modellerde; batma açıları 30°, 45° ve 60°, öz kalınlıkları 0,5 mm, 1,0 mm ve 1,5 mm, giriş açıları ise 120°, 135° ve 150° olacak şekilde çeşitlendirme yapılmıştır. Çalışmada hem yazılım kütüphanesinde hazır bulunan AISI4140 çeliği seçilerek, hem de AISI4140 çeliğinin Johnson-Cook malzeme modeli yazılıma tanımlanarak simülasyonlar yapılmış ve elde edilen sonuçlar (itme kuvveti, delme momenti, sıcaklık değerleri, matkaplarda oluşan gerilim, talaş şekli) kıyaslanmıştır. Hem JC malzeme modelinin hem de yazılım kütüphanesinden seçilen malzemenin delme simülasyonları sonuçlarından elde edilen verilerin benzerlik oranları yaklaşık %80 ve üzerindedir. Tüm verilerin tam faktöriyel olarak etki grafikleri oluşturulduğunda optimum matkap geometrilerinin; JC malzeme modeline göre G24 kodlu matkap, yazılım kütüphanesinden malzeme seçildiğinde ise G15 kodlu matkap geometrisi sonucuna ulaşılmaktadır. Her iki malzemenin delinmesi sonucunda oluşan talaş şekillerinin de oldukça benzer olduğu tespit edilmiştir.