소성가공에 의해 제작되는 많은 부품들이 차량이나 일반기계 등에 사용되고 있다. 이러한 부품들은 금형의 품질에 의해 직접적인 영향을 받는다. 그리고 그 제작비용은 다른 가공법에 비해 높다. 따라서 금형설계 과정에서 금형의 수명평가는 설계자가 최종제품의 비용을 평가하는데 중요한 기능을 한다. 금형수명에 영향을 미치는 주요 원인에는 기계적 및 열적 피로파손, 파단, 마멸, 소성변형, 표면 용착 등이 있다. 금형파손의 주원인은 단조 조건에 따라 다르게 나타나며, 금형수명의 판단 기준을 달리하고 있다. 일반적으로 냉간 단조금형에서는 순간적인 파괴나 피로에 의한 파손의 위험이 중요하고, 반면에 열간 및 온간단조 금형에서는 파손뿐만 아니라 마멸로 인한 표면상태와 ...
소성가공에 의해 제작되는 많은 부품들이 차량이나 일반기계 등에 사용되고 있다. 이러한 부품들은 금형의 품질에 의해 직접적인 영향을 받는다. 그리고 그 제작비용은 다른 가공법에 비해 높다. 따라서 금형설계 과정에서 금형의 수명평가는 설계자가 최종제품의 비용을 평가하는데 중요한 기능을 한다. 금형수명에 영향을 미치는 주요 원인에는 기계적 및 열적 피로파손, 파단, 마멸, 소성변형, 표면 용착 등이 있다. 금형파손의 주원인은 단조 조건에 따라 다르게 나타나며, 금형수명의 판단 기준을 달리하고 있다. 일반적으로 냉간 단조금형에서는 순간적인 파괴나 피로에 의한 파손의 위험이 중요하고, 반면에 열간 및 온간단조 금형에서는 파손뿐만 아니라 마멸로 인한 표면상태와 치수공차의 변화를 근거하여 수명을 평가하게 된다. 본 논문에서는 열간 단조금형의 수명평가방법을 제안 했다. 특히 유동응력과 온도에 관한 관계식과 연성-취성 전이에 관한 식을 정의하여 금형의 물성치, 응력-수명곡선 및 마멸식의 온도조건에 따른 변화를 규명하였다. 제안된 평가방법을 실제 문제에 적용 및 검정하기 위하여 차량용 부품인 볼조인트 소켓의 단조 공정을 강소성 유한요소 해석하고, 이의 해석결과를 바탕으로 금형에 대한 탄성응력해석을 수행하였다. 금형의 피로수명 평가에는 응력-수명방법을 응용하고, 마멸량 평가에는 Archard 마멸모델을 적용하였다. 또한 실제 현장에서 사용된 금형을 삼차원 형상측정 장비를 이용하여 마멸량을 측정하였으며, 해석된 결과와 비교하여 비슷한 경향을 나타내었다.
소성가공에 의해 제작되는 많은 부품들이 차량이나 일반기계 등에 사용되고 있다. 이러한 부품들은 금형의 품질에 의해 직접적인 영향을 받는다. 그리고 그 제작비용은 다른 가공법에 비해 높다. 따라서 금형설계 과정에서 금형의 수명평가는 설계자가 최종제품의 비용을 평가하는데 중요한 기능을 한다. 금형수명에 영향을 미치는 주요 원인에는 기계적 및 열적 피로파손, 파단, 마멸, 소성변형, 표면 용착 등이 있다. 금형파손의 주원인은 단조 조건에 따라 다르게 나타나며, 금형수명의 판단 기준을 달리하고 있다. 일반적으로 냉간 단조금형에서는 순간적인 파괴나 피로에 의한 파손의 위험이 중요하고, 반면에 열간 및 온간단조 금형에서는 파손뿐만 아니라 마멸로 인한 표면상태와 치수공차의 변화를 근거하여 수명을 평가하게 된다. 본 논문에서는 열간 단조금형의 수명평가방법을 제안 했다. 특히 유동응력과 온도에 관한 관계식과 연성-취성 전이에 관한 식을 정의하여 금형의 물성치, 응력-수명곡선 및 마멸식의 온도조건에 따른 변화를 규명하였다. 제안된 평가방법을 실제 문제에 적용 및 검정하기 위하여 차량용 부품인 볼조인트 소켓의 단조 공정을 강소성 유한요소 해석하고, 이의 해석결과를 바탕으로 금형에 대한 탄성응력해석을 수행하였다. 금형의 피로수명 평가에는 응력-수명방법을 응용하고, 마멸량 평가에는 Archard 마멸모델을 적용하였다. 또한 실제 현장에서 사용된 금형을 삼차원 형상측정 장비를 이용하여 마멸량을 측정하였으며, 해석된 결과와 비교하여 비슷한 경향을 나타내었다.
The forging die life is generally estimated from failures or/and wear volume. Especially life estimation of a hot forging die is carried out taking both of failures and also wear volume into consideration. In this study, the hot forging die life was simulated considering fatigue failure and wear...
The forging die life is generally estimated from failures or/and wear volume. Especially life estimation of a hot forging die is carried out taking both of failures and also wear volume into consideration. In this study, the hot forging die life was simulated considering fatigue failure and wear volume. The fatigue life estimation of the die was performed using the stress-life method based on Goodman's and Gerber's equations, and also multiaxial stress fatigue theories, i.e., AMP, SVM, ST and Sines methods, were used for the investigation of fatigue die life. Whereas for the wear life estimation of the die, Archard's wear model was used. These die life estimation techniques were applied to the life estimation of the die-set used in the hot forging process of the ball joint socket of a vehicle suspension system. Firstly a rigid-plastic finite element analysis for the closed die hot forging process of the ball joint socket was carried out, and secondly the elastic stress analysis of the die set was performed in order to get basic data for the die fatigue life estimation. Meanwhile for the wear life estimation, the wear volume of the die set was measured using a 3-dimensional measurement apparatus. Finally, all of the investigation results were compared and also relatively in good agreement with the experimental measurements.
The forging die life is generally estimated from failures or/and wear volume. Especially life estimation of a hot forging die is carried out taking both of failures and also wear volume into consideration. In this study, the hot forging die life was simulated considering fatigue failure and wear volume. The fatigue life estimation of the die was performed using the stress-life method based on Goodman's and Gerber's equations, and also multiaxial stress fatigue theories, i.e., AMP, SVM, ST and Sines methods, were used for the investigation of fatigue die life. Whereas for the wear life estimation of the die, Archard's wear model was used. These die life estimation techniques were applied to the life estimation of the die-set used in the hot forging process of the ball joint socket of a vehicle suspension system. Firstly a rigid-plastic finite element analysis for the closed die hot forging process of the ball joint socket was carried out, and secondly the elastic stress analysis of the die set was performed in order to get basic data for the die fatigue life estimation. Meanwhile for the wear life estimation, the wear volume of the die set was measured using a 3-dimensional measurement apparatus. Finally, all of the investigation results were compared and also relatively in good agreement with the experimental measurements.
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