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ECAP 공정시 강화상이 첨가된 금속기지 거동에 대한 유한요소해석

Finite Element Analysis for Behavior of Aluminum Alloy Embedding a Particle under Equal Channel Angular Pressing

대한기계학회 2003년도 추계학술대회, 2003 Nov. 05, 2003년, pp.1157 - 1162  

이성철 (포항공과대학교 대학원) ,  하상렬 (포항공과대학교 대학원) ,  김기태 (포항공과대학교 기계공학과) ,  정형식 (아주대학교 재료공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Behavior of aluminum alloy embedding a particle was investigated at room temperature under ECAP. Finite element analysis by using ABAQUS shows that ECAP is a useful tool for eliminating residual porosity in the specimen, and much more effective under friction condition. The simulation, however, show...

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문제 정의

  • ECAP 공정시 불균일한 변형거동을 보이는 시편의 도입부와 말단부와는 달리 중간 부분은 비교적 균일한 거동을 보인다.(18) 또한 본 연구에서는 마찰력과 강화상들의 상호작용이 존재하지 않을 때, 단순전단응력하에서 단일 강화 상에 작용하는 응력과 그 주변 기지의 변형거동을 평면변형(plane strain)조건에서 예측하고자 하였다. 따라서 강화상이 첨가된 재료의 해석시 비교적 균일한 변형거동을 보이는 시편 중간위치에서
  • 본 논문에서는 Gurson 모델을 적용하여 ECAP 공정시 단일재료와 강화상 첨가시 금속기지에 대해 치밀화 거동을 해석하였다. 또한 원형의 강화 상이 첨가된 금속기지의 변형거동과 응력 상태를 해석하고 웨이블 파단 확률을 이용하여 강화 상의 크기, 코팅의 유무, 코팅의 물성치에 따른 강화 상과 코팅층의 파단확률을 살펴보았다.
  • 따라서 효과적인 ECAP 공정을 위하여 강화상의 파단 발생의 기준(criteria)을 결정하는 것이 중요하다. 논문에서는 금속기지 복합재료에서 입자의 취성파괴에 대한 모델로 많이 적용되는 웨이블 파단 확률(Weibull fracture probability)을 이용하여 강화상 파단 확률을 살펴보았다. 임의의 부피 V 를 지닌 실리콘 카바이드 내부에 최대 주 인장응력(maximum principal tensile stress) 이 가해질 때 웨이블 파단 확률(23)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
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