Katman kaldırma tekniğine dayalı olarak kalıcı gerilmelerin ölçülmesini sağlayan bilgisayarlı ölçme cihazının tasarımı ve imalatı


Prof. Dr. FIRAT KAFKAS

Tez Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Eğitimi, Türkiye

Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Çetin Karataş

Tezin Onay Tarihi: 2001

Tezin Dili: Türkçe

Özet:

Kalıcı gerilmeler, dış yükler kaldırıldığında parçada kalan gerilmeler olarak tanımlanabilir. Kalıcı gerilmeler makine elemanlarının çalışma performansını arttırma yönünde faydalı bir etkiye sahiptir. Bunun yanında makine elemanları üzerinde yorulma dayanımını azaltacak ve boyutsal değişikliklere yol açabilecek zararlı etkilere de yol açabilir. Bu nedenle makine elemanlarındaki kalcı gerilme değerlerinin bilinmesi gerekmektedir. Yapılan literatür araştırmaları sonucunda kalıcı gerilmelerin mekaniksel, X-Ray, Nötron kırınımı, manyetik ve ultrasonik yöntemlerle ölçülebildiği görülmüştür. Bu çalışmada kalıcı gerilmeler, mekaniksel bir yöntem olan katman kaldırma tekniği kullanılarak ölçülmüştür. Bu amaçla katmanların kaldırılması işleminde, art arda gelen katmanların hem seri bir şekilde kaldırılmasına hem de katman kaldırma esnasında numunede oluşan ilave gerilmelerin çok düşük seviyelerde gerçekleşmesine olanak tanıdığı için elektro kimyasal yöntem tercih edilmiştir.11 Elektro kimyasal yöntemle numunelerden tabakalar kaldırıldıkça numunede var olan kalıcı gerilmelerin etkisinden dolayı numune deformasyona uğrar. Bunun sonucunda numunenin deformasyonunu tayin edip grafik türev alma yöntemi ile belirli teorik formüller kullanılarak parçalarda oluşan teknolojik gerilmeler hesaplanabilir. Tasarlanan cihazın amacı oluşan kalıcı gerilmelerin daha hassas ve verimli bir şekilde tayin edilmesini sağlamaktır. Bu cihaz elektro kimyasal yöntemle talaş kaldırabilen makineden, Wheatstone köprüsünden, güç kaynağından, analog dijital dönüştürücüden, bilgisayar ve yazıcıdan oluşmaktadır. Elektro kimyasal deney cihazında numuneden tabakalar kaldırıldıkça numunede oluşan deformasyon bilgileri bilgisayara gönderilmekte, bilgisayar da verilmiş olan programla gerilme değerlerini hesaplayarak yazıcıya göndermektedir. Deneyler kalıcı gerilme türü ve değerleri bilinen numuneler üzerinde yapılarak cihazın güvenilirliği test edilmiştir. Numuneler HEMA Dişli Fabrikasından temin edilen AISI 5115 malzemesinden üretilmiş olan semantasyona ve ardından sertleştirilme işlemine tabi tutulmuş dişli çarktan uygun biçimde kesilerek hazırlanmıştır. Yapılan deneylerde ortaya çıkan sonuç, tasarlanan cihaz kullanılarak tayin edilen gerilmelerin hesaplama hassaslığının, güvenilirliğinin ve deneylerin yapılma veriminin yüksek olduğunu göstermiştir.