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링 롤링 공정이 재료에 미치는 영향에 대한 수치해석적 연구
A Numerical Study on the Effects of Ring Rolling on Materials 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.19 no.8, 2020년, pp.22 - 27  

서영진 (금오공과대학교 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ring rolling is a type of forging for manufacturing large-diameter rings. Products manufactured by ring rolling are useful in the aerospace industry because of their excellent mechanical properties and high dimensional accuracy. The major components of the ring rolling process are a mandrel and main...

주제어

#링롤링   #단조   #유한요소해석   #힘 예측   #이송 속도  

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

제안 방법

  • In this study, the ring rolling process of large diameter (di = 560 mm) flange is simulated through FEM analysis. Through the simulation, the mechanical properties of the flange after molding are analyzed by observing the effect of the process on the material using properties such as residual stress and flow net.
  • AISI-302 stainless steel flanges, which require good dimensional accuracy, were simulated by ring rolling. The goal of the forming simulation is to analyze the process of extending the flange with an inner diameter of 170 mm to 560 mm. Forming analysis to increase the flange bore was found to require 22 tons of load for forming and it was predicted that a torque of 1.
  • The results were analyzed through effective strain, residual stress, damage, flow net, and the required force and torque for driving the mold. Since the shape of the flange is axisymmetric, the shape was sliced for analysis.

대상 데이터

  • In the 2-D shape, 386 rectangular grids were generated and rotated about the axis to generate 120 cross-sections, resulting in a total of 46320 hexahedral grids. The material is AISI-302 stainless steel, and it assumes a rigid plastic body because of the large material change.
  • The material used in this study was AISI-302 stainless steel and the material properties were used in DEFORM (DEFORM version 11.0, Scientific Forming Technologies Corporation, Columbus, Ohio, USA). The physical properties are shown in Fig.

이론/모형

  • Therefore, unlike a general forging process that ends with a single stroke, a large amount of computation time is required. Newton-Raphson algorithm was used for the calculation. The maximum number of iterations was limited to 200 per step.
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참고문헌 (6)

  1. Kim, B. S., Moon, H. K., Kim, E. Z., Choi, M. H., Joun, M. S., "A Dual-mesh Approach to Ring-rolling Simulations with Emphasis on Remeshing," Journal of Manufacturing Processes, Vol. 15, No. 4, pp. 635-643, 2013. 

    상세보기 crossref

  2. Kim, K. H., Suk, H. G., Huh, M. Y., "Development of the Profile Ring Rolling Process for Large Slewing Rings of Alloy Steels," Journal of Materials Processing Technology, Vol. 187-188, pp. 730-733, 2007. 

  3. Kim, K. R., Kim, Y. S., "Development of the Hot Ring Rolling Processes for Multilayered Ring Parts with a Large Outer Diameter," Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society, Vol. 16, No. 2, pp. 952-962, 2015. 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. Utsunomiya, H., Yoshihiro, S., Tomoaki, S., Ichiro, T., "Elastic-Plastic Finite Element Analysis of Cold Ring Rolling Process," Journal of Materials Processing Technology, Vol. 125-126, pp. 613-618, 2002. 

  5. Yea, Y. S., Ko, Y. S., Kim, N. S., Lee, J. C., "Prediction of Spread, Pressure Distribution and Roll Force in Ring Rolling Process Using Rigid-Plastic Finite Element Method," Journal of Materials Processing Technology, Vol. 140, No. 1-3, pp. 478-486, 2003. 

  6. Davey, K., Ward, M. J., "The Practicalities of Ring Rolling Simulation for Profiled Rings," Journal of Materials Processing Technology, Vol. 125-126, pp. 619-625, 2002. 

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