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문제 정의
- 본 연구에서는 액압성형 공정 해석을 위하여 자체 적 으로 개 발한 HydroFORM-3D 프로그 램 에 Oyane이 제안한 연성 파괴 모델을 적용하여 축 방향으로의 소재 유입 량 및 내부 압력과 같은 성형 인자를 다양하게 변화시켜가면서 터짐 현상이 발생할 가능성이 높은 부분을 예측하였다. 그리고 공정 설계에 요구되는 비용과 시간을 줄이 기 위해서 다양한 성형 조건 하에서 얻어진 해석 결과로부터 최적화된 성형 인자들을 결정하고 자하였다.
- 본 연구에서는 액압성형 공정 해석을 위하여 자체 적 으로 개 발한 HydroFORM-3D 프로그 램 에 Oyane이 제안한 연성 파괴 모델을 적용하여 축 방향으로의 소재 유입 량 및 내부 압력과 같은 성형 인자를 다양하게 변화시켜가면서 터짐 현상이 발생할 가능성이 높은 부분을 예측하였다. 그리고 공정 설계에 요구되는 비용과 시간을 줄이 기 위해서 다양한 성형 조건 하에서 얻어진 해석 결과로부터 최적화된 성형 인자들을 결정하고 자하였다.
- 본 연구는 자체 개발한 유한 요소 해석 프로그 램인 HydroFORM 3D가 액 압성형 공정 에 있어서 최적의 성형조건에 대한 정보를 제공해 줄 수 있음은 물론 설계자에게 시행 착오법에 따른 비 용과 시간을 줄이고 부품 설계의 효율성을 높일 수 있음을 잘보여주었다.
가설 설정
- 액압성형 해석은 예비 성형 단계가 완료된 소재를 사용하게 되며, 스탬핑 공정에서와 동일한 금형을 사용한다. 일반적으로 스탬핑과 액압성형 공정은 동시에 진행되지만 본 연구에서는 각각의 공정 단계에서의 성형 특성을 정확하게 파악하기 위해서 각 공정이 독립적으로이루어진다고 가정 하였다.
- 내부 압력에 따른 로어 암의 성형성을 평가하기 위하여, Fig. 11에서 보여지는 것처 럼 시간에 따른 3가지 하중 조건 하에서 액압성형 해석이이루어졌으며,이 경우 축 방향으로의 소재 유입 량은 50mm, 그리고 예비 성형체와 금형 벽면 사이의 마찰 계수는 0.05로 가정 하였다.
- 축 방향으로의 소재 유입량에 따른 성형성을 평가하기 위해서 유입량이 없는 경우와 50mm, 그리고 100mm인 3가지 경우에 대하여 해석을 수행하였으며, 내부 압력은 Fig. 11의 하중 조건 2를 적용하였고, 소재와 금형 사이의 마찰 계수는 0.05로서 가정하였다. Table 3에 주어진 해석 결과로부터, 소재 유입이 없는 경우 소재 굽힘이 일어나는 부분에서 터짐 현상이 일어날 가능성이 가장 높았다.
- 2의 4가지 경우를 적용 하였다. 내부 압력은 Fig. 11의 하중 조건 2가 사 용하였으며, 소재 유입량은 50mm로서 가정하였다. Table 4의 해석 결과로부터, 마찰 계수가 감소함에 따라 성형성이 상대적으로 양호해 짐 을 알 수 있다.
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