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문제 정의
- 그 중에서 비드의 형상에 따라서도 초기 박판에미치는 영향이 클 것이라 사료되어 이에 대한 고찰이 이루어졌다. 이를 위해서 탄소성 유한요소법을 이용한 수치적 방법으로 비드공정을 해석하였으며, 비드 형상이 복잡해지고 계산용량이 증가함에 따른 수렴 성 문제와 계산시간은 기 존의정적 내연적방법(static-implicit method) 대신 수렴검사를 하지않고 최소한도의 스텝간격을 찾아서진행되는 정적 외연적방법(static-explicit method)을사용하여 해결하였다.
- 이러한 초기 성형공정에서 생기는 박판의 상태에 대한 고찰 없이그대로 실제품 성형해석을 하게 된다면 실제 결과와는 많은 차이를 보이게 될 것이다. 그러므로 올바른 블랭크 공정설계를 위해서, 본 연구에서는 비드에 관한 해석을 다루고자 한다.
- 본 연구는 일반 성형공정에서 필요로 하는 비드의 인장력 및 구속력이 모두 차이가 있기 때문에 이를 조절해 줄 수 있는 방안을 모색하였다.
가설 설정
- (2) 비드형상에 따른 인발공정을 해석하기 위하여 비드성형 마지막 단계로부터 재료가 왼쪽으로당겨지는 공정을 가정하였다. 인발이 진행됨에따라 재료의 전 영역으로 인장이 확대됨을 관찰할 수 있었고, 사각단면 비드일수록 길이방향 변형률과 소요되는 인발력 등이 강한 구속력으로인해서 크게 나타나고 있음을 알 수 있었다.
- 이때 재료의 성질을 탄소성으로 보고, 소성변형은 Prandtl-Reuss 식으로 표현되는 유동이론에 따라 일어난다고 가정하였다. 또한, 항복여부는 Von Mises 식으로 판정되며 가공경화는 등방적으로 일어난다고 가정하였다.⑺
- 해석해 보았다. 사각단면 비드가 갖는 강한 구속력에 의해서 재료가 당겨지지 않고 국부적으로 변형되는 현상이 일어나기도 했는데, 이때 재료와 금형사이의 마찰은 거의 작용하지 않는 것으로 가정하였다.
- 유한요소 모델은 4절점 연속체요소로서 총 453 개의 절점과 300개의 요소들로 이루어져 있으며 박판의 초기두께를 0.8mm, 펀치 행정거리는 총 6 mm까지 성형이 진행되는 것으로 가정하였다.
- 그리고 변화하는 기준 좌표계에 대해 증분해석을 적용한 개량라그란지 수식 화를 연속체요소로 유한근사화하였다. 이때 재료의 성질을 탄소성으로 보고, 소성변형은 Prandtl-Reuss 식으로 표현되는 유동이론에 따라 일어난다고 가정하였다. 또한, 항복여부는 Von Mises 식으로 판정되며 가공경화는 등방적으로 일어난다고 가정하였다.
- 2에 보이는 것과 같은 펀치반경이 6 皿이고 하부다이의 곡률반경이 3mm인 단순 원형단면 비드를 해석하였다. 재료는 자동차 차체용으로 사용되는 강판을 가정했으며, 사용된 재료의 물성치와 성형조건은 다음과 같다.
- 전체 성형거리는 앞의 예제들과 마찬가지로 6 並까지 진행되는 것으로 가정하였고, 그 결과 재료의 변형형상은 Fig. 14와 같이 나타났다. 그림과 같이 사각단면 비드는 펀치와 맞닿는 재료의면적이 넓기 때문에 성형되는 동안 다이 벽면부위에서 파단이 일어날 염려가 있다.
- 비드에 의한 구속력으로재료의 유동을 적절하게 조절해 주는 것이 비드의 역할이라 할 수 있는데, 원하는 만큼의 성형성을 얻기 위해서는 비드부에 관한 정확한 정보를필요로 한다. 해석 진행과정은 비드성형의 마지막 단계에서부터 시작하여 박판을 20剛까지 잡아당기는 공정을 가정하였다. Fig.
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