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제안 방법
- 본 연구에서는 성형성과 부식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강인 MH1 과 443CT 를 사용하여 상용차용 다층형 벨로우즈를 개발하였다. 개발된 벨로우즈의 양산적용 가능성을 검토하기 위해 기존의 STS304를 포함한 3 가지 소재에대한 재료 물성 평가, 시제품 제작, 강성 및 내구시험을 수행하여 개발된 벨로우즈의 성능을 평가하였다.
- 내구시험은 변위 제어 방식으로 수행하였으며, 축방향으로 인장 15mm와 압축 15mm 가 반복적으로 작용하도록 하였다. 시험은 모터와 캠을 사용하여 회전운동을 직선왕복운동으로 변화시키는 전용으로 제작된 장비에서 수행하였으며, 시험 속도는 15Hz로 하였다.
- 6mm로 설계하였다. 두께가 0.25mm, 폭이 89mm 인 판재롤을 사용하여 우선 4 개의 산과 골을 가지는 주름 형상을 성형하고 4 겹의 나선형으로 겹치는 공정을 거쳐서 다층형 벨로우즈의 몸체부를 완성하였다.
- 소재의 리징(ridging)특성을 평가하기 위한 시편은 KS B 0802 5 호 형상으로 압연방향과 평행하게 가공하였으며, 변형율이 25%되는 시점에서 실험을 멈추고 시편의 중심부에서 인장방향과 수직한방향으로 표면거칠기를 측정하였다. 또한 리징특성이 소재의 부식성에 미치는 영향을 검토하기 위해서 원판재와 25% 연신된 인장시편을 사용하여 스테인리스강의 부식성 평가에 널리 사용되는 JASO 사이클부식시험을 수행하였다.
- 롤포밍 공법에 의해서 몸체부 시제품을 제작하였으며, 6 개의 롤을 배치하여 주름 형상 성형이 순차적으로 진행되도록 하였다. 3 가지 소재 모두 성형시에 파단이나 주름과 같은 문제들은 발견되지 않았다.
- 고주기로 반복하중을 받는 경우에 내구수명에 영향을 미치는 주요한 인자 중 다른 하나는 소재의 표면특성이다. 롤포밍 공정에서 소성변형을 가장 심하게 받는 주름 형상부에서 리징 발생 방향과 수직하게 표면 거칠기를 측정하였다. 적용 소재별 벨로우즈의 주름부 Rz 값은 STS304 의 경우 2.
- 이후 4 겹의 구조를 가지는 다층의 원통형으로 성형하였다. 몸체부 성형 후 양쪽 끝단에 파이프를 용접하여 벨로우즈를 완성하였으며, 유연성을 부여하기 위해서 압축 공정을 통해 돌기의 형상이 S 자형이 되도록 사이징 처리하였다.
- 몸체부의 시제품은 롤포밍 공정으로 제작하였으며, 변형율의 급격한 변화를 피하기 위해서 6개의 롤을 사용하여 주름 형상을 순차적으로 성형하였다. 이후 4 겹의 구조를 가지는 다층의 원통형으로 성형하였다.
- 벨로우즈의 강성은 Instron 5569를 사용하여 0.000083m/s(≒5mm/min)의 속도로 인장 변위를 부여하여 평가하였다.
- 본 연구에서는 성형성과 부식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강인 MH1 과 443CT 를 사용하여 상용차용 다층형 벨로우즈를 개발하였다. 개발된 벨로우즈의 양산적용 가능성을 검토하기 위해 기존의 STS304를 포함한 3 가지 소재에대한 재료 물성 평가, 시제품 제작, 강성 및 내구시험을 수행하여 개발된 벨로우즈의 성능을 평가하였다.
- 소재의 리징(ridging)특성을 평가하기 위한 시편은 KS B 0802 5 호 형상으로 압연방향과 평행하게 가공하였으며, 변형율이 25%되는 시점에서 실험을 멈추고 시편의 중심부에서 인장방향과 수직한방향으로 표면거칠기를 측정하였다. 또한 리징특성이 소재의 부식성에 미치는 영향을 검토하기 위해서 원판재와 25% 연신된 인장시편을 사용하여 스테인리스강의 부식성 평가에 널리 사용되는 JASO 사이클부식시험을 수행하였다.
- 소재의 연성과 강도를 평가하기 위한 인장시험은 KS B 0802 규격에 따라서 진행하였으며, 시편은 KS B 0801 13B 호 형상으로 압연방향과 평행하게 가공하였다. 시험은 Instron 5569를 사용하여 변위 제어 방식으로 0.000033m/s(≒2mm/min)의 속도로 수행하였으며, 변형율의 정밀한 측정을 위해서 표점 거리 50mm의 연신율계(extensometer)를 사용하였다.
- 내구시험은 변위 제어 방식으로 수행하였으며, 축방향으로 인장 15mm와 압축 15mm 가 반복적으로 작용하도록 하였다. 시험은 모터와 캠을 사용하여 회전운동을 직선왕복운동으로 변화시키는 전용으로 제작된 장비에서 수행하였으며, 시험 속도는 15Hz로 하였다.
대상 데이터
- 1 에 나타내었다. 몸체부는 외측 지름이 96mm, 주름부의 피치와 깊이를 각각 8.3mm와 9.6mm로 설계하였다. 두께가 0.
- 본 연구에 사용된 소재는 두께가 0.25mm 인 STS304, MH1, 443CT 이며, 화학적 조성은 발광분광분석기를 사용하여 평가하였다.
- 스테인리스 소재를 사용하여 제조되는 다층형 벨로우즈의 몸체부 형상을 Fig. 1 에 나타내었다. 몸체부는 외측 지름이 96mm, 주름부의 피치와 깊이를 각각 8.
이론/모형
- 소재의 연성과 강도를 평가하기 위한 인장시험은 KS B 0802 규격에 따라서 진행하였으며, 시편은 KS B 0801 13B 호 형상으로 압연방향과 평행하게 가공하였다. 시험은 Instron 5569를 사용하여 변위 제어 방식으로 0.
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