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제안 방법
- ROT의 결과를 기본으로 시행한 코일링 시뮬레이션 결과를 각기 다른 반경에 대하여 반복 시행하였다. 압연 코일의 냉각에 대한 시뮬레이션에 초기치로 필요한 이전의 과정에서 집적된 잔류 응력과 변형, 온도, 상분포 등을 각 반경에 대한 시뮬레이션 결과를 바탕으로 수치적 내삽을 이용하여 추정하였다.
- 권취 과정을 연계 해석하였다. 그리고 권취 과정 이후 판이 냉각 되어 상온에 도달 되기 까지의 과정 또한 연계 해석하여 최후 판의 잔류 웅력을 예측하였다
- 또한 ROT 시뮬레이션의 결과를 이용하여 이후 진행 과정인 권취 과정을 연계 해석하였다. 그리고 권취 과정 이후 판이 냉각 되어 상온에 도달 되기 까지의 과정 또한 연계 해석하여 최후 판의 잔류 웅력을 예측하였다
- 본 연구에서는 3차원 유한요소 모델을 기반으로 ROT에서의 판의 냉각 과정을 비정상 상태 열탄소성 변형과 상변태 모델을 통해 판의 온도, 응력, 상변태, 변형 및 형상을 연계 해석하였다.
- 이로 인해 코일링 과정에서 좀 더 복잡한 유효 변형과 유효 응력을 발생시킨다. 본 연구에서는 전 단계의 ROT 시뮬레이션 결과와 판의 형상을 코일링 시의 초기 값으로 사용하여 3차원 변형 프로그램을 작성하여 시뮬레이션 하였다.
- 압연 코일의 냉각에 대한 시뮬레이션에 초기치로 필요한 이전의 과정에서 집적된 잔류 응력과 변형, 온도, 상분포 등을 각 반경에 대한 시뮬레이션 결과를 바탕으로 수치적 내삽을 이용하여 추정하였다. 이는 Fig.
- 1과 같다. 이러한 경계 조건과 실제의 공정 조건을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다.
- 초기 값을 이용하여 실제의 공정 조건을 이용하여 coil의 냉각 시뮬레이션을 수행하였다. 코일이 냉각되는 과정의 온도 분포는 Fig.
- 코일의 냉각 경계 조건은 상부와 하부면에는 수냉 조건을, 그리고 내부와 외부면에는 공랭 및 복사 냉각 조건을 적용하였다. Fig.
이론/모형
- 상변태에 의한 각 상의 비열과 발열에 관한 상태도는 두 개의 부격자 모델[6-7]을 이용한 Fe-C-Mn계에 대한 열역학 해석으로부터 구하였다[8].
- 위의 식들에 각각 열전달 경계 조건과 기계적 경계 조건을 적용하여 변동식을 세우고 이에 Divergence Theorem을 적용하여 최종식을 구성하면 다음과 같다.
- 항복 조건식의 만족에는 Kreig and Kried[ll]의 Radial Return algorithm을 사용하였다.
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