Rotary-draw tube bending operation is one of the most universal methods used for the tube forming processes. Similar to the other forming methods, some problems such as wall thinning, cross-section distortion, wrinkling, and springback can also be seen on the tubes formed by rotary-draw bending operations. Springback is a very common problem and its prediction plays a crucial role in increasing the efficiency of the tube bending operations and also to overcome the difficulties in the assembly processes. Tube diameter, wall thickness, bend radius, bend angle, and coefficient of friction can be considered as the most effective parameters that cause the variation of springback magnitude. In this study, not a simple one-at-a-time sensitivity analysis, but a thorough investigation of the springback phenomena involving interactions between the geometrical and mechanical parameters is done and surrogate models are developed via the data obtained from finite element analysis using a multi-purpose explicit and implicit finite element software LS-DYNA to analyze the non-linear response of structures. The constructed surrogate models can be utilized to perform fast prediction of springback for a given combination of parameters. Three different surrogate modeling techniques are exploited and it is found that the linear polynomial response surface approximations can provide acceptable accuracy. Finally, experiments are conducted to validate the accuracy of surrogate models. It is observed that the cross-validation error predictions are close to the errors observed in the experiments.

No abstract

Değişken basınç etkisi altında bulunan basınçlı kaplar, boru hatları, ısı değiştiriciler, kazanlar vb. ekipmanlarda hasar meydana gelme ihtimalinin en aza indirilebilmesi veya mevcut hasarların erken teşhis edilebilmesi için ekipmanların periyodik olarak muayene edilmesi gerekmektedir. Bu muayeneler sabit zaman aralıkları dahilinde yapılabileceği gibi bir risk değerlendirmesine bağlı olarak, ekipmanın bulunduğu ortam, çalışma koşulları ve içerisinde bulunan kimyasalın potansiyel tehlikesine bağlı olarak belirlenen aralıklarla da gerçekleştirilebilmektedir. Söz konusu muayene periyotlarının, gerçekleştirilen bir risk değerlendirmesi sonucu belirlendiği yöntemler literatürde risk bazlı muayene yöntemleri olarak anılmaktadır. Risk bazlı muayene; değişken yük altında çalışarak yorulma hasarına maruz kalan ekipmanlara ait yapısal bileşenler üzerine de uygulanabilmektedir. Yapılan bu çalışmada değişken iç basınç yükü altında görev alan ince cidarlı basınçlı ekipmanlar değerlendirmeye alınmıştır. Söz konusu ekipmanlarda yorulmaya bağlı hasarın tespitinde gerilmenin görece yüksek olduğu hassas noktalara dikkat edilmelidir. İnce cidarlı basınçlı kaplarda gerilme konsantrasyon faktörlerinin kaynaklı bölgelerde daha yüksek seviyelerde olduğu bilinmektedir. Dolayısıyla söz konusu kaynaklı birleştirmelerde yorulmaya bağlı çatlak oluşumu ve bu sebepten hasar meydana gelme ihtimali ekipmanın ana metal bölümlerine göre daha yüksektir. Kaynaklı birleştirmelerin güvenirliği; kaynak bölgesinin geometrisi, kaynağı yapılan borunun çapı, et kalınlığı, kaynaklı bölgenin mekanik özellikleri, maruz kalınan basıncın büyüklüğü ve basınçtaki muhtemel dalgalanmanın çevrim sayısı gibi faktörlere bağlı olarak değişmektedir. Çalışma kapsamında örnek bir uygulama olarak; değişken basınç altında faaliyet gösteren akaryakıt veya gaz boru hatlarının hasar olasılıkları yukarıda sayılan parametrelerde meydana gelen çeşitliliğe bağlı olarak hesaplanmış ve en uygun periyodik muayene aralığının tespit edilmesi için yeni bir yaklaşım önerilmiştir. Bu çalışmadaki hasar olasılıklarının hesaplanmasında Sonlu Elemanlar Analizi ve Monte Carlo Benzetimi Yönteminden yararlanılmıştır.