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Kafe 바로가기주관연구기관 | 서강대학교 산학협력단 |
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연구책임자 | 이형일 |
참여연구자 | 김낙수 , 김동철 , 민형선 |
보고서유형 | 1단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2011-03 |
과제시작연도 | 2010 |
주관부처 | 교육과학기술부 |
사업 관리 기관 | 한국연구재단 |
등록번호 | TRKO201200003310 |
과제고유번호 | 1345126597 |
DB 구축일자 | 2013-04-18 |
키워드 | 지지격자,핵연료,금형설계,스탬핑 공정,성형한계도,레이저 용접공정,성형결함Spacer grid,Nuclear fuel,Metallic pattern design,Stamping process,Forming Limit Diagram,Laser welding process,Forming defect |
- 실시간 지지격자 성형한계 현장평가 시스템을 참여업체 현장에 구축해 평가수행
: 효율적이고 정확한 실시간 현장평가 시스템을 구축함으로써 원자재 품질 향상
- 성형공정 및 성형결함 등 업체 현안문제에 대한 직접적인 연구수행
: 전단시험 및 해석을 통한 지지격자 전단면 특성평가 기술개발
: Progressive 공정해석을 통한 지지격자 스프링백량 측정 기술개발
- 지지격자 재료물성 및 특성에 대한 체계적 분석을 통한 데이터베이스 구축
:돔장출 시험 , 인장시험 , 전단실험, Gleeble test
- 실시간 지지격자 성형한계 현장평가 시스템을 참여업체 현장에 구축해 평가수행
: 효율적이고 정확한 실시간 현장평가 시스템을 구축함으로써 원자재 품질 향상
- 성형공정 및 성형결함 등 업체 현안문제에 대한 직접적인 연구수행
: 전단시험 및 해석을 통한 지지격자 전단면 특성평가 기술개발
: Progressive 공정해석을 통한 지지격자 스프링백량 측정 기술개발
- 지지격자 재료물성 및 특성에 대한 체계적 분석을 통한 데이터베이스 구축
:돔장출 시험 , 인장시험 , 전단실험, Gleeble test 2회, Laser Flash Analysis 펄스용접변형측정, 열팽창 / 열전도도측정시험
- 실 돔장출시험을 대체하는 해석적 성형한계 예측기술에 관한 연구 수행
- 지지격자 판재에 특성화된 레이저 펄스용접 해석기술 최초 개발
1. Experiments to determine material properties of Zircaloy-4 and Zirlo
A spacer grid for supporting the nuclear fuel rod is formed by stamping. Materials of recent spacer grids such as Zircaloy-4 and Zirlo have not been sufficiently investigated in their characteristics. More detailed studies ar
1. Experiments to determine material properties of Zircaloy-4 and Zirlo
A spacer grid for supporting the nuclear fuel rod is formed by stamping. Materials of recent spacer grids such as Zircaloy-4 and Zirlo have not been sufficiently investigated in their characteristics. More detailed studies are necessary for the estimation of material properties. We performed tensile and anisotropy coefficient tests to obtain stress-strain curves and anisotropic coefficients. Gleeble and thermal expansion tests were carried out to obtain thermal parameters. In order to estimate the formability of the sheets, dome stretching tests were performed. Factors influencing the burr and sliver which cause forming defects were also discussed by shearing tests.
2. Development of formability estimation model
In order to construct the FLDs of two materials, we analyzed factors influencing the forming limit and obtained forming limit curves based on theoretical models and anisotropy yield criteria. The experimental FLD is converted to forming limit stress diagrams (FLSD) using a transformation equation and necking mechanism, respectively. The relation between the forming limit stress diagram and pre-strain was studied in more detail. A FE technique is developed to predict the forming limit diagram without conducting formability tests. By comparing the predicted curves using FEA with the experimental data, we found that the developed FE model is applicable to predict formability.
3. Optimum stamping process and mold design
We simulated the process in a spacer grid. Then we established the forming limit diagram and measured the amount of springback of the structure. When we simulated the process by means of FEA, the FLD varied with the friction coefficient. Beyond the limits of the FLD, such as in the spring or in the edges of the dimple, we discovered deformation and tearing. This phenomenon could also be observed in the structure. We can improve this part of the problem by adjustment of clearance or lubrication.
4. Prediction of forming defects in the manufacturing process of a spacer grid
In stamping process, the influence of burr and sliver related to product quality is analyzed and the endency of the burr is examined with respect to various process conditions. Also, the FE prediction of forming defects is developed by analyzing the manufacturing process for a nuclear fuel spacer grid. The characteristic features of sheared edges is evaluated on the measurement of sheared edges, punch force with respected to punch displacement, and maximum punch force. The validity of FE model is verified by comparing the characteristic sheared edges predicted by FE analysis and the experimental sheared edges of a spacer grid.
5. Development of optimum laser welding technique for spacer grid
A finite element model for Nd:YAG pulsed laser welding has been developed using a commercial software. The weld bead profile, corresponding thermal deformation and residual stress can be predicted by using heat source model adjusted with welding characteristic. To verify the effectiveness of the developed model, the experimental procedure which can be compared with simulation is developed.
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
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