Burç tipi parçanın tüp hidro şekillendirme prosesinde farklı parametrelerle şekillendirilmesinin sayısal incelenmesi

Bu tezde, burç tipi bir parçanın tüp hidro şekillendirme prosesi kapsamında, farklı şekillendirme parametreleri altında geçirdiği deformasyon davranışı sayısal yöntemlerle detaylı olarak incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, şekillendirme sürecinde uygulanan proses parametrelerinin, parçanın son geometrisi ve kalite kriterleri üzerindeki etkilerini ortaya koymak ve bu doğrultuda parça üretiminde optimum proses koşullarını belirlemektir. Çalışma kapsamında, üç boyutlu olarak tasarlanan burç, kalıp ve besleme sistemlerinin sonlu elemanlar yöntemine dayalı gelişmiş simülasyon yazılımlarında analizleri gerçekleştirilmiştir. Modelleme sürecinde, şekillendirme işleminin başlangıcından nihai formun elde edilmesine kadar geçen aşamalarda; iç basınç, eksenel besleme ve sürtünme gibi temel proses parametreleri ayrı ayrı ve kombinasyon halinde sistematik olarak incelenmiştir. Elde edilen analiz sonuçları, şekil değiştirme davranışı, kalınlık dağılımı, gerilme birikimi ve üretim hatası potansiyeli gibi performans kriterleri açısından kapsamlı biçimde değerlendirilmiştir. Araştırma bulguları, yalnızca iç basınca dayalı şekillendirmenin, parça geometrisinin kalıp konturuna uyumunda yetersiz kaldığını göstermiştir. Eksenel beslemenin kontrollü uygulanması, özellikle hassas toleranslı parçalarda şekil bütünlüğü ve kalınlık dağılımı açısından belirleyici olmuştur. Ancak aşırı besleme durumlarında, uç bölgelerde malzeme birikimi ve kırışıklık gibi istenmeyen hatalar gözlemlenmiştir. Çalışmada yapılan sayısal analizler ve şekillendirilebilirlik sınır diyagramı değerlendirmeleri, proses parametrelerinin uygun aralıklarda seçilmesiyle hem yüksek güvenlikli hem de verimli şekillendirme süreçlerinin elde edilebileceğini ortaya koymuştur. Özellikle, analiz sonuçları ışığında, optimuma en yakın üretim performansının 200 MPa iç basınç ve 2 mm eksenel besleme parametre kombinasyonu ile elde edildiği belirlenmiştir. Bu süreçte hem parça geometrisi başarıyla korunmuş hem de kalınlık dağılımı ve yapısal bütünlük açısından en iyi sonuçlar elde edilmiştir. Bu kapsamda, tez çalışması otomotiv ve benzeri ileri mühendislik uygulamalarında, üretim süreçlerinin optimizasyonu ve kalite güvencesinin sağlanması için bilimsel veri tabanlı bir yaklaşım sunmaktadır. Sonuçlar, literatürde bildirilen teorik ve deneysel çalışmalarla büyük ölçüde uyumludur ve sektörel açıdan proses geliştirme çalışmalarına yol gösterici niteliktedir.

In this thesis, the deformation behavior of a bushing-type component under various forming parameters within the scope of the tube hydroforming process has been investigated in detail using numerical methods. The primary aim of the study is to reveal the effects of process parameters applied during the forming operation on the final geometry and quality criteria of the part, and to determine the optimum process conditions for successful component production. Within the scope of the study, three-dimensional models of the bushing, die, and feeding systems were analyzed using advanced finite element-based simulation software. During the modeling process, critical process parameters such as internal pressure, axial feeding, and friction were systematically examined both individually and in combination from the initial stage of forming to the final part shape. The analysis results were comprehensively evaluated in terms of performance criteria including deformation behavior, thickness distribution, stress accumulation, and potential manufacturing defects. The research findings indicate that internal pressure alone is insufficient for achieving conformity between the part geometry and the die contour. Controlled application of axial feeding has proven to be a decisive factor in ensuring shape integrity and favorable thickness distribution, especially for parts requiring tight tolerances. However, excessive feeding led to undesired defects such as material accumulation and wrinkling, particularly in end zones. The numerical analyses and formability limit diagram (FLD) evaluations conducted in the study demonstrate that selecting process parameters within appropriate ranges enables both high-safety and efficient forming processes. Specifically, based on the simulation results, the combination of 200 MPa internal pressure and 2 mm axial feeding was identified as yielding near-optimal forming performance. Under these conditions, the final geometry of the part was successfully maintained, and the best outcomes in terms of thickness distribution and structural integrity were achieved. In this context, the thesis offers a scientific, data-driven approach for the optimization of manufacturing processes and assurance of product quality in advanced engineering applications such as the automotive industry. The results are largely consistent with theoretical and experimental findings in the literature and provide valuable insights for process development studies in the field.