선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 잘 예측하도록 각 동종분말의 모재 물성치와 TvergaardS")에 의하여 도입된 임의의 상수 과 q?값을 구하였다. 이렇게 구한 동종 분말의 항복함수들을 연성 분말과 강성분말의 부피 비율과 접촉수의 비율에 따라 혼합하여 혼합분말의 항복함수를 결정하기 위한 혼합방식을 연구하였다.
가설 설정
- 본 논문에서는 서로 다른 가공 경화 계수를 갖는 연성 분말과 강성분말의 모재가 각각 다음과 같은 가공경 화 거동을 갖는다고 가정 하였다.
- 연성-연성, 연성-강성 및 강성-강성 구형분말이 서로 접촉할 때 두 구형체 사이의 중심거리의 변형량을 각각 8SS, 5sh 및 6曲 라 하면, 혼합 분말 전체의 변형량 S는 접촉종류에 따른 중심거리의 변형량과 각 접촉의 비율의 곱을 합한 것으로 가정하여 다음과 같이 쓸 수 있다.
제안 방법
- 본 논문에서는 연성분말로는 구리 분말을 사용하고 강성분말로는 공구강 분말을 사용한 혼합 금속 분말에 대해 냉간 정수압 압축 실험과 냉간 금형압축 실험을 수행하였다. 또한, 실험치를 Kim 등('》의 모델에 의한 계산치와 비교하여 혼합분말의 치밀화 경향을 파악하고 기존의 여러 소성 항복조건식 들 중 낮은 상대 밀도의 범위에서 사용이 가능한 Fleck 등°)의 소성 항복조건식과 상대밀도 0.
- 수행하였다. 또한, 실험치를 Kim 등('》의 모델에 의한 계산치와 비교하여 혼합분말의 치밀화 경향을 파악하고 기존의 여러 소성 항복조건식 들 중 낮은 상대 밀도의 범위에서 사용이 가능한 Fleck 등°)의 소성 항복조건식과 상대밀도 0.9 이상의 높은 상대 밀도 범위에서 사용이 적합한 수정된 Gurson 의 소성 항복, 조건식을 조합하여 구한 Fleck-Gurson소성 항복 조건식을 동종분말 각각에 대해 혼합하여 해석을 수행하였다. 본 논문에서는 다음과 같은 두 혼합 방법을 사용하였다.
- 9 이상의 높은 상대 밀도 범위에서 사용이 적합한 수정된 Gurson 의 소성 항복, 조건식을 조합하여 구한 Fleck-Gurson소성 항복 조건식을 동종분말 각각에 대해 혼합하여 해석을 수행하였다. 본 논문에서는 다음과 같은 두 혼합 방법을 사용하였다.
- 첫째, 각 분말이 혼합분말 내에서 차지하는 부피 비율에 따라 항복함수를 혼합하였다.
- 둘째, 혼합 분말 내의 치밀화에 따른 접촉수에 따라 항복함수를 혼합하였다. 여기서, 치밀화에 따라 접촉수가 일정하다고 가정한 경우와 치밀화에 따른 접촉수의 증가를 고려한 경우에 대하여 조사하였다.
- 항복함수를 혼합하였다. 여기서, 치밀화에 따라 접촉수가 일정하다고 가정한 경우와 치밀화에 따른 접촉수의 증가를 고려한 경우에 대하여 조사하였다.
- Tvergaard(""5)는 Gurson">이 제안한 상대밀도 0.9 이상인 분말성형체의 소성 항복조건식을 수정하여 다음과 같이 제안하였다.
- 본 논문에서는 Fleck 등。)과 수정된 Gurson 의 모델을 조합하여 우선 연성분말과 강성분말의 치밀화 실험치를 잘 예측하도록 각 동종분말의 모재 물성치와 TvergaardS"에 의하여 도입된 임의의 상수 1과 q2값을 구하였다. 이렇게 구한 구리분말과 공구강 분말 각각의 항복함수를 연성 분말과 강성분말의 부피 비율과 접촉수의 비율에 따라 혼합하여 혼합분말의 항복함수를 결정하였다.
- Kim 등㈣은 두 분말의 접촉의 종류에 따라 분말 사이에 전달되는 힘이 서로 같다고 가정한 경우와 다르다고 가정 한 경우에 대해 혼합분말의 치 밀화 거동을 정수압 압축과 금형압축 하에서 예측하였다. 본 논문에서는 분말사이에 전달되는 힘은 접촉의 종류에 관계없이 서로 같다고 가정한 경우로 국한하여 해석 결과를 적용하였다.
- 압축과 금형압축 하에서 예측하였다. 본 논문에서는 분말사이에 전달되는 힘은 접촉의 종류에 관계없이 서로 같다고 가정한 경우로 국한하여 해석 결과를 적용하였다.
- 잘 예측하도록 각 동종분말의 모재 물성치와 TvergaardS"에 의하여 도입된 임의의 상수 1과 q2값을 구하였다. 이렇게 구한 구리분말과 공구강 분말 각각의 항복함수를 연성 분말과 강성분말의 부피 비율과 접촉수의 비율에 따라 혼합하여 혼합분말의 항복함수를 결정하였다.
- 정수압 압축과 금형 압축을 해석하기 위해 혼합분말의 항복조건식을 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS 의 사용자정의 서 브루틴인 UMAT 에 입 력하고 4 절점 축대칭 요소(CAX4)의 유한 요소 격자를 이용하여 해석하였다. 유한요소해석에 적용하는 구성방정식의 수치적분은 다른 논문(心3)에서 찾을 수 있으므로 언급하지 않았다.
- 제조된 공구강 모재는 MTS 채료시험기를 사용하여 일정 하중속도( 0.02 mm/sec)로 상온 일축 압축실험을 수행하였다. 실험중 마찰의 영향을 줄이기 위하여 시편과 압반 사이에 테프론을 삽입하였다.
- 02 mm/sec)로 상온 일축 압축실험을 수행하였다. 실험중 마찰의 영향을 줄이기 위하여 시편과 압반 사이에 테프론을 삽입하였다. 또한 유동응력을 측정하기 위하여 시편을 일정한 하중까지 압축한 후 압축된 시편의 높이와 직경을 측정하고 다시 압축하는 반복실험을 수행하였다.
- 실험중 마찰의 영향을 줄이기 위하여 시편과 압반 사이에 테프론을 삽입하였다. 또한 유동응력을 측정하기 위하여 시편을 일정한 하중까지 압축한 후 압축된 시편의 높이와 직경을 측정하고 다시 압축하는 반복실험을 수행하였다.
- 고무몰드는 실리콘 재질로서 두께 1mm, 외경은 13mm, 길이 23mm의 원형 튜브이다. 진공 밀봉된 혼합분말을 냉간 정수압 성 형(ABB Autoclave Engineers, USA)에서 150~350 MPa 의 성 형 압으로 냉간 정수압 압축 실험을 수행하였다. 성형된 시편 내부로 물이 침투하지 않도록 알키드 락카(alkyd lacquer)를 사용하여 0.
- 분말과 금형 사이의 마찰력을 줄이기 위해 윤활제로 아연 분말(zinc stearate)을 금형 벽 에 뿌렸다. 금형에서 일방향 압축으로 성형된 분말성형체를 금형에서 탈착한 후 성형체의 직경과 높이를 측정하여 시편의 밀도를 측정하였다.
- 정수압 압축의 경우 Fig. 4(a)에 나타낸 바와 같이 y 축에 대한 축대칭과 X축에 대한 대칭조건으로부터 전체 단면의 1/4에 대해서만 해석하였으며 금형 압축의 경우 y 축에 대한 축대칭이므로 전체 단면의 1/2에 대해서 해석하였다.
- 있다. 분말 성형체의 경도와 상대밀도의 관계를 구하기 위하여 본 논문에서는 로크웰 B 형 경도계(Rockwell 523T, Wilson, U.S.A.)를 사용하였는데 냉간 정수압 성형으로 제조한 시편을 아르키메데스방법으로 상대 밀도를 측정하고 각 시편마다 3개의 경도 값을 측정하였다. 측정한 각 시편의 경도 값들을 평균하여 상대 밀도와 경도의 관계식을 구하였다.
- )를 사용하였는데 냉간 정수압 성형으로 제조한 시편을 아르키메데스방법으로 상대 밀도를 측정하고 각 시편마다 3개의 경도 값을 측정하였다. 측정한 각 시편의 경도 값들을 평균하여 상대 밀도와 경도의 관계식을 구하였다.
- 상온 금형 압축에서 제조한 시편의 밀도분포를 구하기 위하여 시편을 높이 방향으로 절단한 후 절단면에서 경도를 측정하고 경도와 상대밀도의 관계식으로부터 시편 내의 상대밀도 분포를 간접적으로 구하였다. 전체의 1/2 단면에 대하여 가로방향은 2.
- 전체의 1/2 단면에 대하여 가로방향은 2.8mm 의 간격으로 4 개씩 세로방향은 3mm 의 간격으로 7 개씩 총 28 개의 격자를 만든 후 격자들의 적분점(integral point)을 따라 1.58mm (l/16inch) 강구압자 (hardened steel ball indentor)로 하중 100kg 을 20 초간 가하여 측정하였다. 이 때, 가로 방향으로는 강구압자의 크기에 비해 격자가 작아 측정시 서로 간섭이 생기게 되는데 이를 없애기 없애기 위해 가로방향에 대해서는 시편의 중앙을 기준으로 서로 엇갈리게 배열하여 격자간의 간격이 5.
- 냉간 정수압 압축과 금형 압축 하에서 혼합 분말의 치밀화에 대한 실험치와 제안한 항복함수를 이용한 유한요소 해석을 통해 혼합방식에 따른 치밀화 결과를 비교검토 함으로 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 구리분말과 공구강분말은 중력 혼합기 (gravity mixer)를 이용하여 균일하게 섞어 공구강 분말 부피에 대해 0, 20, 40, 60, 80, 100%의 구리 분말의 혼합비율을 갖는 혼합분말을 만들었다.
대상 데이터
- 유한요소해석에 적용하는 구성방정식의 수치적분은 다른 논문(心3)에서 찾을 수 있으므로 언급하지 않았다. 금형 압축의 해석에는 분말과 금형사이의 마찰계수로서 u=0.17(瑚을 사용하였다.
- 본 실험에 사용된 구리 분말(6003 Copper Powder, ACuPowder Int.)과 공구강 분말(D7 Tool Steel, Anval Co.)은 구형 분말로서 각각 45~90nm 와 45~75 回1 의 입자분포를 가지며 구리 는 99.8%이상의 순도를 갖는다. Fig.
- 않다. 따라서 성형을 용이하게 하기 위해서 폴리비닐 뷰티럴(Poly Vinyl Butyral, 이하 PVB)을 바인더(binder)로 사용하였다. PVB l.
- 모재는 열 간 등가압소결(hot isostatic pressing, HIP)에 의해 제조되었으며, 제조공정은 다음과 같다. 공구강 분말을 각각 내경 35.
- 1시간 동안 어닐링 하였다. 모재 시편의 최종 치수는 지름 10mm, 높이 12mm 이며 상대밀도는 D 2 0.995 이다.
- 구리 는 Kim 등四이 구한 상대밀도 0.99 의 구리 모재의 소성거동 실험치를 사용하였다.
이론/모형
- 본 논문에서는 & 과 &2 를 분말의 종류에 따라 유한요소 해석을 반복하여 구하지 않고 응력계수와 가공 경화계수 만의 함수로 분말간의 접 촉시 하중과 중심 사이의 변형량 관계를 구한 Kim 등M)의 식을 이용하였다. Kim 등S 은 분말간 접촉시 가해지는 하중과 분말간 중심거리의 관계를 수식으로 나타내었는데, 그 식을 이용하면 구리와 공구강의 경우에 대해 & =0.
- 진공 밀봉된 혼합분말을 냉간 정수압 성 형(ABB Autoclave Engineers, USA)에서 150~350 MPa 의 성 형 압으로 냉간 정수압 압축 실험을 수행하였다. 성형된 시편 내부로 물이 침투하지 않도록 알키드 락카(alkyd lacquer)를 사용하여 0.005mm 두께의 코팅을 하고 아르키메데스 법으로 밀도를 측정하였다.
성능/효과
- 본 논문에서는 Fleck 등(1)과 수정 된 Gurson 의 모델을 이용한 유한요소해석 과 각 동종분말의 치 밀화 실험치의 비교를 통하여 Fleck-Gurson모델이 각 동종분말의 실 험치를 잘 예측할 수 있도록 모재 물성치와 임의 의 상수 七 과 q? 값을 구하였다.
- (1) Kim 등㈣의 모델은 같은 크기의 구리와 공구강의 혼합 분말의 냉간 압축 시 초기 치밀화 거동을 비교적 잘 예측하나 말기 치밀화에서는 실험치를 잘 예측하지 못함을 보였다.
- (2) 냉간 압축의 경우 접촉수의 비율에 따라 항복함수를 혼합한 경우가 부피비율에 따라 항복함수를 혼합한 경우보다 혼합분말의 치밀화를 보다 잘 예측하였다.
- (3) 접촉수의 비율에 따른 항복함수의 혼합방식에 있어 치밀화에 따라 분말간 접촉수의 증가를 고려한 경우는 그렇지 않은 경우보다 치밀화를 더 잘 예측하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.