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A Numerical study on Spring-back Phenomenon of a Rebar for Manufacture

철근 공장가공화를 위한 철근 스프링 백에 대한 수치적 연구

  • Received : 2013.05.29
  • Accepted : 2013.08.07
  • Published : 2013.08.31

Abstract

These days, workers in a construction site conduct a rebar bending process with a machine. This bending process has some problems such as long processing time and bad quality of the rebar. In order to manufacture a rebar having precision and machinability, we should study on Spring-back phenomenon. This phenomenon affects a shape of rebar after unloading due to restoration ability of material and it is influenced by bending angle, bending radius and a rebar diameter. The change of spring-back ratio according to the change of the parameters are analyzed by FEM. Consequently, Spring-back increases around $0.1^{\circ}$ as bending angle increases $10^{\circ}$. and it also increases around $0.6^{\circ}$ as diameter of rebar increases from ${\varphi}$ 10mm to ${\varphi}$ 16mm. while we can confirm that it decreases around $0.2^{\circ}$ as bending angle increases $10^{\circ}$.

현재 공사현장에서 사람이 직접 기계로 철근 굽힘 가공을 하고 있다. 하지만 사람이 직접 기계로 가공하기 때문에 정밀성이 떨어지고 시간이 많이 소요된다. 이를 공장가공방식으로 자동화하여 정밀성과 가공성을 높이기 위해서는 스프링 백 현상을 분석해야한다. 이 현상은 굽힘 공정 이 후 하중제거에 따른 재료의 복원 능력이 발생하여 원래의 요구하는 형상에서 벗어나게 하며 이는 굽힘 각도, 굽힘 반경, 철근의 직경에 영향을 받는다. 우리는 굽힘 각, 굽힘 반경, 철근의 직경을 스프링 백 현상에 영향을 미치는 인자로 정하고 FEM을 통해 각 인자들이 철근 굽힘 가공에 미치는 영향에 대한 경향성을 분석하였다. 그 결과 굽힘 각도 $10^{\circ}$씩 증가함에 따라 약 $0.1^{\circ}$씩 스프링 백 현상이 커졌으며 철근 직경은 ${\varphi}$ 10mm에서 ${\varphi}$ 16mm로 증가함에 따라 약 $0.6^{\circ}$ 증가하였다. 반면 굽힘 반경은 30mm에서 40mm로 증가함에 따라 스프링 백 각도가 약 $0.2^{\circ}$ 줄어드는 현상을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

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