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문제 정의
- 본 연구에서는 유한요소법[9-18]에 의하여 예측 된 단조공정 시뮬레이션 결과를 이용하여 금형의 탄성변형, 소재의 탄성회복, 소재의 열수축 등을 고려함으로써 단조품의 치수 예측 기술을 제안하 고자 한다. 기초이론을 소개하고, 산업 현장에서 발굴한 예제에 대한 예측 치수와 실제 공정 치수 를 비교함으로써 접근방법의 타당성을 검증하고 자 한다.
- 본 논문에서는 냉간단조품의 치수정밀도 예측 을 위한 해석적 접근이 시도되었으며, 체계적인 접근방법이 제안되었다. 이 접근방법에서는 금형 이 강체라는 가정하에서 강소성 유한요소법에 의하여 단조공정이 해석된다.
- 본 연구에서는 유한요소법[9-18]에 의하여 예측 된 단조공정 시뮬레이션 결과를 이용하여 금형의 탄성변형, 소재의 탄성회복, 소재의 열수축 등을 고려함으로써 단조품의 치수 예측 기술을 제안하 고자 한다. 기초이론을 소개하고, 산업 현장에서 발굴한 예제에 대한 예측 치수와 실제 공정 치수 를 비교함으로써 접근방법의 타당성을 검증하고 자 한다.
가설 설정
- 단조 후 소재의 탄성회복시 하중이 일시에 제 거된다고 가정하고, 이때 소재는 등방성 탄성변 형을 받는다고 가정한다. 그리고 소재의 냉각과정 에서도 탄성변형을 받는다고 가정한다.
- 단조 후 소재의 탄성회복시 하중이 일시에 제 거된다고 가정하고, 이때 소재는 등방성 탄성변 형을 받는다고 가정한다. 그리고 소재의 냉각과정 에서도 탄성변형을 받는다고 가정한다.
- 연계된 인자들이 매우 복잡할 뿐만 아니라 관련 소재의 물성치를 구하기가 쉽지 않기 때문에 산업적으로 활용할 수 있는 정도의 해를 얻는 데 만족할 수밖에 없다. 따라서 본 연구에서는 소 재의 탄성회복 및 열수축 문제의 해석시 소재는 등방성 탄성변형을 받는다고 가정한다. 이 경우, 관련 이론적 배경은 금형의 구조해석과 동일하므 로 앞 절의 내용으로 대신한다.
- 냉간단조 금형은 구조적으로는 단순하지만, 금 형의 구조해석 문제는 열박음과 접촉문제를 내포 하므로 매우 어려운 문제에 속한다. 문제를 손쉽게 활용 가능한 형태로 만들기 위하여 소재와 금 형은 등방성이며 탄성변형을 받는다고 가정한다. 상세한 이론적 배경은 참고문헌[8]로 대신한다.
- 본 연구에서는 먼저 단조 시뮬레이션 시에 금 형을 강체로 가정하였다. 이 결과로부터 얻은 하 중정보를 금형의 해석목적으로 사용하였으며, 최 종 단계에서 금형의 탄성변형량만큼 금형변형에 의한 소재의 형상변화가 발생한다고 가정한다.
- 1(a)는 단조 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 이 결과는 금형이 강체라는 가정하에 연계해석을 실시하여 얻은 것이다. Fig.
- 본 연구에서는 먼저 단조 시뮬레이션 시에 금 형을 강체로 가정하였다. 이 결과로부터 얻은 하 중정보를 금형의 해석목적으로 사용하였으며, 최 종 단계에서 금형의 탄성변형량만큼 금형변형에 의한 소재의 형상변화가 발생한다고 가정한다. 물론 실제는 금형의 탄성변형으로 인한 형상변화가 하중변화를 야기하므로 상호 연계되어 있으나 그 연계성이 하중의 크기와 분포를 실제 크게 변화 시키지 않는다고 가정하여도 공학적으로 큰 무리 가 아니다.
- 구조해석과 소재의 탄성회복이 해석된다. 탄성 회복해석시에 성형하중에 의한 기계적 하중과 소성열에 의한 열적 하중이 고려되었으며, 소재는 탄성적으로 변 형한다고 가정하였다.
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