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문제 정의
- 부품 특성상 매우 높은 치수정밀도와 경면 전단면을 요구하는데 고분자 재료의 경우 전단공정시 전단면보다 파단면이 크고 또한 인장변형시 특정 임계변형율 범위에서 전단밴드(Shear band)가 형성되는 특징이 있어 쉽게 전단공정을 적용하지 못하고 있는 실정이다[1]. 따라서 본 연구는 폴리카보네이트 시트의 인장변형 특성과 전단공정 적용시 펀치 형상과 전단방식에 따른 전단면 특성을 평가하기 위한 목적으로 수행되었다. 폴리카보네이트 전단공정은 탄소성 유한요소해석을 통해 평가되었다.
- 본 연구에서는 휴대폰 액정화면을 지지하는 프레임 소재인 폴리카보네이트의 전단가공 시, 전단변형부의 거동을 탄소성 유한요소해석으로 고찰하였다. 해석 결과, 전단펀치의 경사각도가 작을수록 유효전단면이 증가하는 경향을 나타내었으며, 양날펀치에서 그 효과는 증대되었다.
가설 설정
- 전단해석은 DEFORM 2D 를 이용하였으며 폴리카보나이트는 탄소성체, 전단금형은 강체로 가정하였다. 해석에서 폴리카보나이트의 탄소성거동은 Fig.
- 전단해석에서 재료의 파단은 Normalized Cockcroft and Latham 의 연성파괴이론을 적용하였다[2]. 본 연구에서 폴리카보네이트의 파단을 위한 임계데미지(Critical damage)값은 0.7 로 가정하였다. 전단펀치속도(V)는 1 ㎜/s 이며 마찰계수는 0.
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