• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제21권2호
• /
• pp.117-125
• /
• 1997

상계요소 해석(UBET) 프로그램은 비대칭 단조공정에서의 다이 충만과정과 단조 하중등을 예측하기 위하여 개발되었다. 보다 용이하게 단조 공정을 해석하기 위하여 비대칭 형상의 단조공정을 평면변형부(길이 부분)과 축대칭변형부(라운딩 부분)으로 나누었다. 평면변형부와 축대칭 변형부의 경계는 전단에너지를 고려하여 결합하는 빌딩 블록 방법(building block method)을 이용하였다. 그리고 본 연구의 비대칭 형상을 단조하는데 최적의 초기시편 형상으로 아령형의 시편(dumbbell-typed billet)을 제시하였다. 또한 실험은 상온에서 플라스티신을 사용하여 수행되었고 수치해석 결과와 실험결과는 비교적 잘 일치하였다.상계요소 해석(UBET) 프로그램은 비대칭 단조공정에서의 다이 충만과정과 단조 하중등을 예측하기 위하여 개발되었다. 보다 용이하게 단조 공정을 해석하기 위하여 비대칭 형상의 단조공정을 평면변형부(길이 부분)과 축대칭변형부(라운딩 부분)으로 나누었다. 평면변형부와 축대칭 변형부의 경계는 전단에너지를 고려하여 결합하는 빌딩 블록 방법(building block method)을 이용하였다. 그리고 본 연구의 비대칭 형상을 단조하는데 최적의 초기시편 형상으로 아령형의 시편(dumbbell-typed billet)을 제시하였다. 또한 실험은 상온에서 플라스티신을 사용하여 수행되었고 수치해석 결과와 실험결과는 비교적 잘 일치하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권4호
• /
• pp.320-324
• /
• 2016

본 연구에서는 일반 볼트와 달리 두께가 얇고 단면적이 넓은 편심원형 플랜지구조를 가진 캠버볼트의 편심단조공정을 제시하였다. 캠버볼트는 일반 볼트와 같이 축대칭 형상으로 단조 후, 플랜지 부분을 트리밍하여 가공한다. 따라서 단조과정에서는 높은 단조 하중과 대량의 칩이 발생한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 새로운 단조공정이 요구된다. 편심단조공정은 일반적인 단조공정과 달리 중심축에서 편심 된 상태로 가공하는 새로운 단조 공정이다. 또한 편심단조공정은 단조하중과 단조 후 트리밍 칩의 양을 줄일 수 있다. 이러한 캠버볼트의 편심단조공정설계를 위해 편심유도금형의 편심량과 금형형상의 최적화가 필요하다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권6호
• /
• pp.802-807
• /
• 2012

SPR(Self-piercing rivet)은 판재 접합법으로서 스틸과 알루미늄 합금 등의 이종재료 접합에 사용되고 있다. 접합 공정은 피어싱을 포함한 소성변형이 함께 이루어진다. 프레스에서 펀치의 아래에 있는 리벳은 상부판재를 피어싱하고 하부 판재와 기계적으로 맞물리며 소성변형되어 결합된다. 본 논문에서는 SPR을 제작하기 위한 단조공정을 설계하였고, 이를 위하여 상용 유한요소해석 코드인 DEFORM-2D를 이용하여 해석하였다. 리벳 제작을 위한 단조공정의 설계에서 공정 순서, 성형성, 단조하중, 응력과 변형률 분포 등을 조사하였다. 또한 시뮬레이션 결과를 통하여 적합한 단조공정을 설계하였다. 설계된 공정은 업세팅, 헤드부 성형, 후방압출, 두 번째 챔퍼링의 네 단계로 구성된다. 그리고 단조공정에 대한 시뮬레이션 결과는 같은 조건을 적용한 실험 결과를 통하여 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1996년도 제6회 학술강연회논문집
• /
• pp.219-226
• /
• 1996

일반적으로 밀폐 형단조공정에서 약 10,000톤의 성형력이 필요한 직경이 540mm인 플랜지 형태의 알루미늄 7175 합금 단조품을 2,500톤 프레스에서 단조하기 위한 공정연구를 하였다. 장비의 성형력 부족을 극복하기 위하여 업셋단조와 기계가공 및 전방압출을 조합한 복합성형공정을 제안하였으며, 복합공정은 실제재료를 이용한 $\frac{1}{4}$ 축소 모델 실험과 유한 요소 해석으로 그 타당성이 판단되었고, 선정된 프레스에서 실물 크기의 플랜지 단조 가능성을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1995년도 제5회 학술강연회논문집
• /
• pp.181-191
• /
• 1995

Al 7175 합금 형단조에서 주조조직 파괴를 위한 빌렛트제작(BM)공정과 ITMT공정 이 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. BM공정과 ITMT 공정을 동시 적용한 형단조품의 기계적 성질은 길이방향에서 인장강도가 10%, 연성이 50%, 충격흡수 에너지가 20% 증가되었고 횡방향에서도 인장강도가 7%, 연성이 9% 증가되었다. 이와 같은 기계적 성질의 향상은 BM과 ITMT공정을 동시 적용한 형단조품 미세조직의 결정립크기가 17$\mu\textrm{m}$로서 일반단조조직보다 3배이상 미세하고, 균일한 등축재결정 조직을 나타내는데 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
• /
• pp.67-67
• /
• 2003

자동차, 항공기, 산업기계, 운반기계, 철도차량, 공작기계 등 거의 모든 산업부문에서 사용되는 베벨기어의 냉간단조 공정 및 금형 설계를 위한 해석을 수행하였다. 소성가공에 의해 생산된 베벨기어는 기계적 성질이 우수하여 동력 전달장치의 수명연장 및 신뢰성, 소형화 등을 달성할 수 있으며 생산 원가 절감의 효과가 크기 때문에 냉간 단조의 공정설계는 매우 중요하다. 베벨기어의 단조에 대한 상계해석 결과는 금형 설계 시 프레스에 필요한 단조하중을 예측할 수 있으므로 프레스의 최적성형과 안전한 금형 설계를 도모할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 베벨기어의 냉간 단조시의 내부 동적 가용속도 장을 제시하였고 단조하중, 금속유동 등을 계산하였다. 또한 강소성 유한요소해석을 동시에 수행하여 제시한 동적 가용속도장의 적절성을 비교 검토하였다. 본 연구의 결과는 베벨기어의 적절한 냉간 단조 성형공정 및 공정설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소성가공학회 1999년도 단조 심포지엄
• /
• pp.51-64
• /
• 1999

가스터빈에 사용되는 소재는 여타 금속소재에 비하여 고온 기계적 특성은 우수한 반면 상대적으로 단조성이 떨어지기 때문에, 금속소재의 단조성에 대한 이해와 단조 공정별 장단점을 파악하여 단조공정 설계에 반영하여야 한다. 가스터빈용 Ni합금의 경우 고온기계적 성질은 결정립 크기에 크게 의존한다. 결정립 크기는 기계적 성질에 직접적으로 영향을 미치는데, 동적재결정의 경우 초기 결정립크기, 변형률, 변형속도, 온도 뿐만 아니라 결정립계에 석출된 제2상에 의해서 크게 영향을 받기 때문에 이들 상의 고용온도를 파악하여 단조공정 설계에 반영하여야 한다. 유한요소법으로 변형률과 온도분포를 해석함으로써 단조품 내의 결정립 분포를 효과적으로 예측할 수 있다. 다단계 단조 경우, 최종 단조품의 결정립 크기는 단계별 단조 온도 및 변형률 배분 등에 따라 변하므로 이를 고려하여야 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
• /
• pp.282-282
• /
• 2004

단조품 후처리 공정은 표면처리, 자분 탐상, 수 검사, 방청, 개수계량 공정으로 이루어져있다. 그러나 우리나라의 단조품 제조 산업에서는 Fig. 1에서 보는 바와 같이 후처리 공정이 작업자의 수작업으로 이루어져 있어서 많은 문제점을 가지고 있다. 표면 처리 공정에서 소재를 장입하는 작업은 작업자의 수작업으로 이루어져 있어서, 작업자는 중량물을 개수하고, 버킷에 담는 작업을 수행해야 한다. 또한, 소재의 이송은 지게차를 이용하고 있어 작업자와 지게차는 같은 작업공간에서 작업을 하게 된다.(중략)

• 기계저널
• /
• 제32권6호
• /
• pp.524-535
• /
• 1992

형단조 제품의 예비성형체의 결정이 중요하며, 그 형상은 최종 제품의 설계 조건에 따라서 수 치적으로 결정될 수 있음을 알았다. 축대칭이나 평면 변형과 같은 2차원 해석이 필요한 제품의 경우에는 체계적인 방법으로 예비성형체의 모양을 결정할 수 있으며, 그 결과를 이용하여 일련의 단조 공정이 설계된다. 이러한 수치해석적 설계 방법은 단조에서 CNE의 근간이 되어 설계의 자동화에 직접적으로 기여할 수 있을 것이다. 이 분야에서 앞으로의 연구방향은 기존에 확립되어 있는 수치해석적 설계방법을 보편화하여 현장에서 사용하기 쉽도록 패키지화할 것과, 모형실험 또는 실제 공정을 통한 해석결과 및 설계를 검증할 것 등이다. 또한, 일반 3차원 형단조의 공정 해석도 활발하게 이루어져 복잡한 정밀 단조에 대한 설계 자동화도 연구되어야 할 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
• /
• pp.27-27
• /
• 1997

최근 미사일 추진기관 및 기체 구조재로 사용되는 알루미늄 7175 합금의 형상의 변화와 제조공정 변화에 따른 미세조직 변화에 대하여 고찰하였다. 구조체는 사용처에 따라 Flange Type 또는 Ring Type 등으로 형상이 다양하므로 단조 조건과 제품의 위치에 따라 균일한 물성을 획득하기는 매우 어려운 숙제이다. 본 연구에서는 균일한 물성을 얻기 위한 여러 가지 제조 공정의 변화를 모색하였으며, 제조된 단조재의 미세조직을 통하여 물성과의 연관성을 검토하였다. 적용된 공정은 통상의 열간 단조공정, 아 결정립 미세화공정, 재 결정립 미세화 공정 등이며 단조재의 형상과 동일 부품에서도 부위에 따라 변형량이 다르므로 미세조직의 변화가 다르게 나타났다. 아결정립과 재결정립 미세화 공정은 제품의 형상에 따라 내·외부 결정립이 크기가 크게 변화되었다. 이는 내·외부에 재료에 축적되는 에너지의 양과 외적으로 가해지는 기계적 에너지 및 열적 에너지가 다르기 때문이며, 변형량이 큰 부분의 미세 석출물의 크기가 변형량이 적은 부분의 석출물보다 크게 감소됨은 준안정상이 기계적 에너지가 변형열에 의한 열에너지로 변환됨에 따라 상석출에 영향을 미친 것으로 판단된다. 이와 같은 결과는 미세 조직 제어가 알루미늄합금 단조재의 공정설계의 중요한 인자임을 재 확인시켜 주는 것으로 재료의 신뢰성이 필수적으로 요구되는 추진기관의 중요 부품에 적극 고려해야 할 요소라 할 수 있다.