Analysis of axisymmetric closed-die forging using UBET

UBET를 이용한 축대칭 형단조 해석

The upper bound elemental technique (UBET) is used to simulate the bulk flow characteristics in axisymmetric closed die forging process. Internal flow inside the cavity is predicted using a kinematically admissible velocity field that minimizes the rate of energy consumption. Application of the technique includes an assessment of the formation of flash and of degree of filling in rib-web type cavity using billets with various aspect rations. The technique considering bulging effect is performed in an incremental manner. The results of simulation show how it can be used for the prediction of forging load, metal flow, and free surface profile. The experiments are carried out with plasticine. There are good agreements in forging load and material flow in cavity between the simulation and experiment. The developed program using UBET can be effectively applied to the various forging problems.

본 연구에서는 플래쉬(flash)를 가진 축대칭 리브-웨브형(rib-web type) 제품의 형단조가공을 해석하기 위한 UBET 프로그램을 개발하고 변형중의 경계 조건처리를 다르게 한 세 가지 유동모델에 대하여 소재의 유동상태와 단조하중을 계산하여 효과적인 유동모델을 제시하였다. 또한 체적은 같으나 반지름과 높이의 비가 다른 몇 가지 초기소재 형상에 대하여 변형에 따른 소재의 다이충만도 및 하중을 비교하여 적절한 초기소재의 형상을 찾고자 하였다. 본 연구에서 제시한 유동모델의 효율성을 검증하기 위하여 플라스씬(plasticine) 소재를 사용한 실험과 그 결과를 비교, 분석하였다.