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문제 정의
- 파이프의 두께 감소율을 최소로 하고 벤딩 곡률 반경을 작게 하기 위해서는 기존의 열간 벤딩공정으로는 불가능하기 때문에 반력모멘트를 성형 중에 작용시켜 인장응력이 작용하는 영역을 상대적으로 줄이거나 고주파 유도가열 공정에서 파이프의 온도구배를 부여하여 인장응력이 작용하는 벤딩 외측의 유동응력을 증가시켜야 한다. [6-8] 따라서 본 연구에서는 설계조건을 만족하는 최적의 파이프 벤딩 공정설계를 하기위해 각각의 인자가 파이프 두께감소율에 미치는 영향을 파악하고자 다구찌 실험계획법을 사용하였고, 두께감소율이 최소가 되는 인자 값을 제시하였다.
- 실험계획법(Design of experiments)은 제품의 특성에 영향을 미치는 여러가지 인자를 선정하고 이들의 관계를 알아 보기 위함과 제품의 최적 제조조건을 경제적으로 찾아내는 기법이다. 이에 본 논문에서는 실험계획법과 FEM 시뮬레 이션을 병행 사용하는 방법을 통하여 해석해야 할 설계모 델들의 개수를 최대한 줄이면서 목적하고자 하는 파이프 두께감소율 12.5%이하 목표치를 갖는 최적의 인자와 범위를 찾는 방법을 제안한다.
가설 설정
- 파이프 제원 및 공정변수에 따른 적절한 반력모멘트를 구하기 위해 파이프 재질은 강완전소성체이고, 파이프 단면의 형상변화는 없다는 가정하에서 반력모멘트 계산식을 유도하였다(식(1)).
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