Otomotiv sektöründe kullanılan hassas borularda E235 çeliğinin boru büküm parametrelerinin malzemenin mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi - Yeten, Eren (Bursa Teknik Üniversitesi, 2025)
Çelik malzemeler, sahip oldukları yüksek dayanım, iyi süneklik, kaynaklanabilirlik ve şekillendirme kolaylığı gibi üstün mekanik özellikleri nedeniyle mühendislik uygulamalarında en yaygın kullanılan yapı malzemeleri arasında yer almaktadır. Bu malzemeler; otomotiv, inşaat, enerji, savunma ve makine imalatı gibi birçok endüstriyel alanda kritik bileşenlerin üretiminde tercih edilmektedir. Özellikle düşük karbonlu çelikler sınıfında yer alan ve EN 10305-3 standardına uygun olarak üretilen E235 çeliği, boru formunda otomotiv endüstrisi başta olmak üzere, enerji iletim sistemleri, ısıtma-soğutma hatları ve hassas mekanik parçalar gibi birçok farklı alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uygulamalarda, boru şekillendirme işlemleri sırasında malzemenin mekanik ve geometrik özelliklerinde meydana gelen değişimler, hem ürünün performansını hem de servis ömrünü doğrudan etkileyebilmektedir. Bu nedenle, şekillendirme sonrası malzeme davranışının detaylı bir şekilde anlaşılması büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, E235 çeliğinin döner çekme büküm (rotary draw bending) işlemi sırasında maruz kaldığı mekanik ve yapısal değişimler sistematik olarak araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar kapsamında farklı bükme parametreleri, özellikle bükme yarıçapı ve bükme açısı değiştirilerek, bu değişkenlerin malzemenin deformasyon davranışına olan etkileri değerlendirilmiştir. Gerçekleştirilen çekme testleri ile büküm öncesi ve sonrası numunelerin akma dayanımı, maksimum çekme dayanımı, kopma uzaması ve elastik-plastik geçiş bölgeleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Aynı zamanda, büküm sonrası oluşan geri yaylanma miktarları ölçülerek geometrik hassasiyet üzerindeki etkiler analiz edilmiştir. Deneysel çalışmaların yanı sıra, borular üzerindeki gerilme dağılımları, kalınlık değişimleri ve kesit deformasyonları gibi parametreleri daha ayrıntılı biçimde inceleyebilmek amacıyla sonlu elemanlar yöntemi ile sayısal modellemeler gerçekleştirilmiştir. Simülasyon verileri, deneysel bulgularla karşılaştırılarak doğrulama yapılmış ve elde edilen sonuçlar malzemenin büküm davranışını açıklayıcı nitelikte olmuştur. Bu çalışma, yalnızca E235 çeliğinin şekillendirme performansını ortaya koymakla kalmayıp, aynı zamanda benzer çelik malzemelerle çalışan üreticiler için proses tasarımı, kalite kontrol, maliyet optimizasyonu ve ürün geliştirme süreçlerine de doğrudan katkı sağlayabilecek mühendislik verileri sunmaktadır. Özellikle hassas boru bileşenlerinin üretildiği otomotiv gibi sektörlerde, bu tür veriler üretim hatalarının azaltılması ve daha kararlı ürün tasarımlarının gerçekleştirilmesi açısından önem arz etmektedir.

Steel materials are among the most widely used building materials in engineering applications due to their superior mechanical properties such as high strength, good ductility, weldability and ease of forming. These materials are preferred in the production of critical components in many industrial areas such as automotive, construction, energy, defense and machine manufacturing. Especially E235 steel, which is in the low carbon steel class and produced in accordance with the EN 10305-3 standard, is widely used in many different areas such as the automotive industry, energy transmission systems, heating-cooling lines and precision mechanical parts in pipe form. In these applications, changes in the mechanical and geometric properties of the material during pipe forming processes can directly affect both the performance and service life of the product. Therefore, a detailed understanding of the material behavior after forming is of great importance. In this study, the mechanical and structural changes that E235 steel is exposed to during the rotary draw bending process were systematically investigated. Within the scope of experimental studies, different bending parameters, especially bending radius and bending angle, were changed and the effects of these variables on the deformation behavior of the material were evaluated. With the tensile tests performed, the yield strength, maximum tensile strength, elongation at break and elastic-plastic transition zones of the samples before and after bending were comparatively examined. At the same time, the effects on geometric precision were analyzed by measuring the springback amounts formed after bending. In addition to the experimental studies, numerical modeling was performed with the finite element method in order to examine parameters such as stress distributions, thickness changes and section deformations on the pipes in more detail. The simulation data were compared with the experimental findings and verified, and the obtained results were explanatory in terms of the bending behavior of the material. This study not only reveals the forming performance of E235 steel, but also provides engineering data that can directly contribute to process design, quality control, cost optimization and product development processes for manufacturers working with similar steel materials. Especially in sectors such as the automotive industry where precision pipe components are produced, such data is important in reducing production errors and achieving more stable product designs.
Investigation of the effect of tube bending parameters on the mechanical properties of E235 steel used in precision tubes in the automotive industry
07.02.2026 tarihine kadar kullanımı yazar tarafından kısıtlanmıştır.
Keywords: Makine Mühendisliği; Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği