KARMAŞIK DÖKÜM KESİTLERİNİN KATILAŞMA İZOTERMLERİNİN BİRİM ALAN YÖNTEMİNE GÖRE MATEMATİK MODELLEMESİ VE MAKRO DÖKÜM HATASI ANALİZİ


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Dilara YILMAZ

Danışman: Kamil Kunt Tüzünalp

Özet:

Birim Alan yaklaşımı, katılaşma izotermlerini çizmek için kullanılabilen geometri tabanlı

şekil tanıma özelliğine sahip bir matematik modellemedir. Bu çalışmada, bu modellemenin

karmaşık döküm parçalarına uygulanabilirliği araştırılmaktadır. Bu amaçla üç farklı döküm

parçası seçilmiş, seçilen parçaların analiz için uygun kesitleri alınmış, bu kesitler AutoCAD

çizim programına aktarılmış ve Birim Alan yaklaşımına dayalı basit bir izoterm hesaplayıcısı

yardımıyla her kesit üzerinde katılaşma izotermlerinin nasıl çizilebileceği ayrıntılı bir

biçimde anlatılmıştır. Buna göre, Birim Alan yaklaşımına dayalı dış köşe, iç köşe, silindir

dairesel yüzey ve silindir düzlemsel yüzey formülleri kullanılarak kesitlerin hangi bölümü

hangi formüle uyuyorsa, o formül kullanılarak ilgili köşe izotermleri çizilmiş, daha sonra bu

köşe izotermleri en yakın teğet ve paralel taşıma metodları kullanılarak birbirine

bağlanmıştır. Birim Alan yaklaşımına dayalı katılaşma izotermleri tamamlandıktan sonra

kalan büyük boşluklar tanımlanarak katılaşma sırasında oluşabilecek olası makro döküm

hatalarının yerleri belirlenmeye çalışılmıştır. Her parça için elde edilen katılaşma izotermleri

ve bulunan hata noktaları Magmasoft® döküm simülasyon programının aynı döküm şekilleri

için verdiği Porosity ve Hot Spot FSTime simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Buna

göre, Birim Alan yaklaşımının verdiği makro hata noktaları ile Magmasoft porosity

sonuçları kısmen uyumludur. Birim Alan yaklaşımına göre bulunan hata noktaları

gözeneklerin yerini belirleyebilmekte ancak gözenekliliğin parçanın diğer kısımlarına

yayılma etkisini tam olarak belirleyememektedir. Buna karşılık, Birim Alan yaklaşımının

verdiği makro hata noktaları ile Magmasoft® döküm simülasyon programının verdiği Hot

Spot noktaları arasında çok yüksek korelasyon söz konusudur. Bu korelasyonu daha çok

artırmak için, döküm parçaların karmaşıklığı ile orantılı olarak, Birim Alan yaklaşımına göre

analiz edilecek kesit sayısının yeterli sayıda artırılması daha sağlıklı sonuçlar vermektedir.

Anahtar Kelimeler : Döküm, Katılaşma, Geometri tabanlı matematik modelleme,

Katılaşma izotermleri, Birim Alan.