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정밀 금속 벨로우즈 성형 및 스프링백 해석
Study on the Forming and Springback Analyses of a Precision Metal Bellows 원문보기

소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics, v.11 no.3, 2002년, pp.231 - 237  

이상욱 (순천향대학교 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The manufacturing of a metal bellows consists of the four main forming processes; deep-drawing, ironing, tube bulging and folding. Among these, the bulging and folding processes are critically important because the quality of metal bellows is greatly influenced by the forming conditions of these pro...

주제어

#Bellows   #Bulging   #Folding   #Springback   #FEM   #Explicit Method  

AI 본문요약
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제안 방법

  • 8에 각각 나타내었다. 두 그림의 스케일을 동일하게 하여 직접 비교할 수 있도록 하였다.
  • 유한요소 해석에는 상용박판 코드인 PAM-STAMP 를 사용하였다. 따라서 벌징 공정 및 접기 공정은 외연적 유한요소법(explicit FEM)으로 수행하였고, 스프링백 해석은 내연적 유한요소법(implicit FEM)으로 행하였다.
  • 본 논문에서는 벌징 공정, 접기 공정 및 스프링백에 대한 일관된 유한 요소 해석을 시도하여 각 공정에서의 변형 및 응력 상태를 계산, 이를 비교 분석한다.
  • 2에 간략히 나타내었다. 해석은 주름 하나에 대하여 수행하였는데 대칭성을 고려하여 주름의 한가운데인 크라운 점 (crown point)을 기준으로 반쪽에 대해서만 모델링하였다.

대상 데이터

  • 사용된 재질은 인청동이며 재료상수는 다음과 같다.
  • 벨로우즈는 일반적으로 임의 단면 형상을 가진 각종 재질의 튜브 표면에 일정한 피치로 주름이 성형되어 있어 신축이 자유로운 요소를 통칭한다. 이 중에서도 냉장고의 온도제어에 쓰이는 금속 벨로우즈가 본 논문의 관심 대상이다.
  • 해석에 사용한 요소는 이방성 탄소성쉘 요소이며, 스프링백 해석을 수행하기 위해 두께 방향으로의적분점 개수를 7개로 설정하였다.

이론/모형

  • 유한요소 해석에는 상용박판 코드인 PAM-STAMP 를 사용하였다. 따라서 벌징 공정 및 접기 공정은 외연적 유한요소법(explicit FEM)으로 수행하였고, 스프링백 해석은 내연적 유한요소법(implicit FEM)으로 행하였다.
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참고문헌 (4)

  1. Koh, B. K., Park, G. J.. Analysis and Optimization of Bellows With General Shape. Journal of pressure vessel technology, vol.120, no.4, 325-333.

    상세보기 crossref

  2. Li, Tianxiang. Effect of the elliptic degree of Ω-shaped bellows toroid on its stresses. The International journal of pressure vessels and piping, vol.75, no.13, 951-954.

    상세보기 crossref

  3. Jakubauskas, V. F.. Added Fluid Mass for Bellows Expansion Joints in Axial Vibrations. Journal of pressure vessel technology, vol.121, no.2, 216-219.

    상세보기 crossref

  4. Int. J. Mech. Sci. 29 43 1987 

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