초록 ▼

본 연구의 목적은 소성가공 공정설계(process sequence design in metal forming)를 강소성 유한요소법을 이용하여 체계화하는 것이다. 소성가공 공정설계는 종래의 중간형상 설계에서 고려된 부품의 형상 뿐만 아니라, 재료의 성형도(formability), 균열 및 공동과 같은 결함, 금형가공의 경제성 등과 같은 실제적인 요소들이 설계조건으로 고려될 것이다. 강소성 유한요소법의 시뮬레이션과 역추적 기법이 활용되며, 구체적인 공정설계의 예들로 다음과 같은 공정을 수행하였다. C.V. 조인트 하우징

본 연구의 목적은 소성가공 공정설계(process sequence design in metal forming)를 강소성 유한요소법을 이용하여 체계화하는 것이다. 소성가공 공정설계는 종래의 중간형상 설계에서 고려된 부품의 형상 뿐만 아니라, 재료의 성형도(formability), 균열 및 공동과 같은 결함, 금형가공의 경제성 등과 같은 실제적인 요소들이 설계조건으로 고려될 것이다. 강소성 유한요소법의 시뮬레이션과 역추적 기법이 활용되며, 구체적인 공정설계의 예들로 다음과 같은 공정을 수행하였다. C.V. 조인트 하우징 생산을 위한 공정설계 C.V.조인트하우징 생산을 위한 다단계 냉간단조공정을 유한요소법을 활용하여 설계하였다. 원래는 다섯단계 성형공정 및 두차례의 어닐링 공정으로 이루어져 있으나, 본 연구에서는 네단계 성형가공 및 한차례의 어닐링 공정으로 설계하였다. 또한 성형후의 기계가공을 줄이기 위한 정형에 가까운 최종체품을 얻는데 역추젖 기법을 활용하였다. 압출에서의 예비성형체 설계 강소성 유한요소 시뮬레이션과 역추적 기법을 사용하여 압출 후 제품의 전방면이 기게가공 없이 편편하도록 생산할 수 있는 예비성형체를 설계하였다. 또한 실험에의하여 그 타당성을 보였다. 이것은 유한요소법 및 역추적기법이 실험에 의하여 증명되므로써 보다 적극적으로 실제 예비성형체 설계에 역추적 기법을 활용할 수 있는 계기를 마련하였다. 초소성가공에서의 공정설계 니켈합금의 제트엔진 디스크의 초소성 성형 공정설계에 강-점소성 유한요소법을 적용하였다. 여기에서는 초소성 합금의 엔진디스크 단조생산 공정설계에 체계적인 유한요소 활용법을 제시하였다. 초소성 변형이 일어날 수 있는 변형률비 내에서 성형이 이루어질 뿐더러 최소의 시간에 성형이 가능한 금형속도 제어방법을 구하였다.

Abstract ▼

The objective of the research is to develop the metodology for systematic process sequence design, consider quantitatively requirement for materal formalbility, defect-free metal flow and economic die manufacturing, in addition to the geometrical requirement. The approach consists of economic of t

The objective of the research is to develop the metodology for systematic process sequence design, consider quantitatively requirement for materal formalbility, defect-free metal flow and economic die manufacturing, in addition to the geometrical requirement. The approach consists of economic of the cases where a process sequence has been established and development of design strategies for improved sequence for those cases, using extensively the capabilities of the finite element method for forward simmulation and backward tracting schame. Specific application of the method were given for the cases in forging, extrusion and superplastic forming. Forging of C.V. Joint Housing A systematic approch to process sequence design in established by the finite element method for multi-operation cold forging to form a constant velocity joint housing. The newely designed sequence has four forming operations and one annealing treatment, and can achieve net-shape manufacturing, while the conventional process sequence has five forming operations and two annealing treatments, and requires machining after forming. The requirement at the top surface of the product is mady by applying the backward tracing schame for the purpose of net-shape manufacturing. Preform Design in Extrusion The preform shape to produce flat front after extrusion is designed using the rigid-plastic finite element method and the backward tracing scheme. Experiments of the extrusion process with the same conditions as those of the numerical simulations are carried out to confirm the results of the numerical preform design. The experimental results show that the numerically designed preform is satisfactory in achieving the design purpose of flat front in axisymmetric processes. Process Design in Superplastic Forming Process design in superplastic forming to produce a Nickel-base jet engine disk has been carried out using the visco-plastic finite element method. This study aims at deriving systematic procedures in forging of superalloy engine disk, and develops a simple scheme to control strain-rate within a range of superplastic deformation during forging operation.

목차 Contents

• 1. 연구 제목...8
• 2. 연구 목적, 내용 및 방법...8
• 3. 연구계획 대 진도...11
• 4. 주요 연구내용 및 결과...12
• 5. 인용문헌...32
• 연구인력 활용ㆍ배출 및 연구실적...57
• 연구비 집행내역...58
• 부록 : 관련 논문...59