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단면 분석을 통한 자동차용 리어 서브-프레임 하이드로포밍 부품의 공정 제어 및 설계
Hydro-forming Process Control and Design Concept of Automotive Rear Sub-frame Components Through Cross Sectional Analysis 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.19 no.9, 2018년, pp.1 - 6  

김기주 (동명대학교 메카트로닉스공학과)

초록
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하이드로포밍 기술은 지난 20년간 자동차부품의 적용을 중심으로 비약적인 발전을 해 왔다. 이 기술은 자동차 산업응용분야에 많은 장점을 가지고 있는데 이는 더 나은 구조적 강건성, 부품수 감소에 기인한 비용절감, 재료절약, 무게감소, 낮은 스프링백현상, 개선된 강도, 내구성 향상, 설계 유연성 등이다. 하이드로포밍 부품의 성형성 검토를 위하여 다양한 컴퓨터 시뮬레이션 기술 등이 발달해 왔으며 이를 통해 성형 가능성을 검토하는 것과 동시에 성형을 위하여 벤딩 공정, 프리포밍공정, 다이클로징 공정 등의 효율적인 공정을 수립하여 하이드로포밍 부품들을 설계하고 있다. 이에 본 연구에서는 하이드로포밍 부품 설계 시 고려사항 중 성형량, 부품의 단면길이(하이드로포밍 프레스 용량에 맞는), 최소 곡률(하이드로포밍 압력에 따른 곡률 영향 평가) 등을 제시하고 실제 자동차용 리어 서브-프레임 부품의 단면분석을 실시함으로써 하이드로포밍 성형을 위한 설계 방안을 제시하고자 한다. 아울러 하이드로포밍 공정인자 중 프리벤딩, 축피딩, 유압 압력, 프레스 하중, 마찰 등의 효과를 분석하여 이들 공정이 직접적인 하이드로포밍 성형에 필요인자 인지 등을 고찰하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Hydro-forming technology has spread dramatically throughout automotive industry over the last 20 years. This technology has many advantages for automotive applications in terms of better structural integrity of the parts, lower cost from fewer parts, material savings, weight reduction, lower springb...

주제어

#Bending   #Hydro-forming   #process control   #rear sub-frame   #thinning  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 인장강도 440MPa급 강재를 이용한 하이드로포밍 리어 서브프레임 부품 개발의 과정을 다루고자 하며 개발된 부품의 형상 및 두께 감소율에 대한 분석을 통하여 단면 설계기준을 제시하고자 한다. 인장강도 440MPa급 고강도 강재를 이용하여 하이드로포밍 리어 서브프레임용 하이드로포밍 사이드멤버 및 크로스멤버 부품을 성공적으로 설계하였다.

가설 설정

  • 2) 프레스 용량을 계산하여 설계 곡률 반경을 결정해야 한다. 인장강도 440MPa급 고강도 강재를 이용하여 하이드로포밍 리어 서브프레임용 하이드로포밍 사이드멤버 및 크로스멤버 부품을 성공적으로 설계하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
하이드로포밍 기술이 자동차 산업응용분야에서 가지는 장점은? 하이드로포밍 기술은 지난 20년간 자동차부품의 적용을 중심으로 비약적인 발전을 해 왔다. 이 기술은 자동차 산업응용분야에 많은 장점을 가지고 있는데 이는 더 나은 구조적 강건성, 부품수 감소에 기인한 비용절감, 재료절약, 무게감소, 낮은 스프링백현상, 개선된 강도, 내구성 향상, 설계 유연성 등이다. 하이드로포밍 부품의 성형성 검토를 위하여 다양한 컴퓨터 시뮬레이션 기술 등이 발달해 왔으며 이를 통해 성형 가능성을 검토하는 것과 동시에 성형을 위하여 벤딩 공정, 프리포밍공정, 다이클로징 공정 등의 효율적인 공정을 수립하여 하이드로포밍 부품들을 설계하고 있다.
프리벤딩 공정이 필요한 이유는? 이드로포밍 시 프리벤딩이 필요한지 결정해야 하는데 프리벤딩은 주름, 좌굴을 예방하며 소재 두께 감소, 단면형상 변화, 표면 흠집발생을 최소화 시키는데 필요한 공정이다. 또한 굽힘부위의 확관율을 최소화 시키는 설계에 필요한 공정이다.
최근 섀시부품 중심으로 확산된 하이드로포밍 부품의 인장강도는? 차량경량 화의 목표달성을 위하여 사용되는 튜브 소재의 강도도 증가하는 추세에 있다. 현재 인장강도 300~400MPa급소재가 널리 이용되고 있으나 최근 들어 섀시부품을 중심으로 인장강도 400MPa급 강재 적용이 확산되고 있다[1,2].
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참고문헌 (4)

  1. K. J. Kim, C. W. Sung, "Hydro-forming Process of Automotive Rear Sub-frame by Computer Aided Engineering (CAE)", Transactions of KSAE, Vol, 16, No. 3, pp. 38-43, 2008. 

  2. K. J. Kim, J. h. Kim, B.-I. Choi, "Hydro-forming Process Development of Automotive AA6061 Rear Sub-frame Side Member by Computer Aided Engineering (CAE)", Transactions of KSAE, Vol, 18, No. 5, pp. 45-49, 2010. 

  3. K. J. Kim, K. Kim, Y. Kang and J. H. Park, "Conical tube hydro-forming design of automotive instrument panel beams using computer aided engineering", MATERIAL- WISSENSCHAFT UND WERKST-OFFTECHNIK, Vol. 44, No. 5, pp. 354-359, 2013. 

    상세보기 crossref

  4. K. J. Kim, "Hydro-forming Process of Automotive Rear Sub-frame Members by Finite Element Analysis", Transactions of KSMT, Vo. 20, No. 4, pp. 1-6. 

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