• 제목/요약/키워드: 단조 시뮬레이션

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근사 최적화 기법을 이용한 펀치 단조품의 예비성형체 설계 (Preform Design of a Forged Punch by Approximate Optimization)

  • 박상근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.4057-4064
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    • 2014
  • 본 연구는 본 연구에서 제안하는 근사 최적화 방법(메타모델 기반의 시뮬레이션 최적화)을 사용하여 저렴한 해석 비용으로 펀치 단조품의 예비성형체(preform)를 설계한다. 본 연구에서 사용한 설계목표는 유효변형률의 균일한 분포이고 설계변수는 예비성형체 치수이며, 구속조건으로 최대 미충진 비율을 사용한다. 이를 위해 먼저 예비성형펀치(반재), 마스터펀치(상부다이) 및 하부다이로 구성되는 단조성형 공정을 DEFORM 시뮬레이션에 의해 모사하고, 이 시뮬레이션 결과가 실제 단조 공정을 모사하고 있는지 확인하는 검증 방법에 관해 소개한다. 또한 본 연구에서 수행한 설계 최적화 과정, 즉 (i) 초기 메타모델의 생성, (ii) 메타모델의 최적화 수행, (iii) 메타모델 최적해의 검증, (iv) 메타모델의 개선에 관하여 상세히 기술한다.

단조 시뮬레이션 기술

  • 전만수;이민철;류찬호
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1999년도 단조 심포지엄
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    • pp.147-160
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    • 1999
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성형하중 감소를 위한 냉간단조금형 최적설계에 관한 연구 (A study on the cold forging die geometry optimal design for forging load reduction)

  • 황준;이승현
    • 한국결정성장학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.251-261
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    • 2022
  • 본 연구에서는 냉간단조공정에서 성형하중과 금형내 응력집중 감소를 위해 자동차 엔진 밸브 스프링 리테이너 제품의 형상최적화를 위한 금형형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 각 성형공정별 냉간단조 금형에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 절단공정을 포함해 총 6공정으로 구성되어 있는 냉간단조공정 별 단조 프리폼의 성형 시에 발생하는 성형하중과 성형유동 특성을 분석하였으며, 이를 통해 금형 내 응력집중이 발생하는 주요 설계인자를 확인하였다. 상형금형과 하형금형부의 챔퍼(chamfer) 및 에지필렛(edge fillet) 형상을 대상으로 4인자 3수준 설계인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 엔진밸브 스프링 리테이너의 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 프리폼 성형공정별로 최대 36 %, 전체 공정 평균 20 %의 성형하중 감소 효과를 얻을 수 있었다. 엔진의 고효율, 고출력, 고성능화 목표가 지속적으로 높아짐에 따라 고강도 소재의 활용이 많아지게 되어 이에 대응할 수 있는 성형공정 및 금형설계의 최적화가 필요하며, 향후 연구 결과를 활용하여 현업에 적용하여 제품단조성형성 개선 및 금형수명관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.

Al6061의 고온변형특성 및 단조 시뮬레이션 적용을 통한 검증 (Flow Stress of A16061 at Elevated Temperature and Its Application to Forging Simulation for verification)

  • 엄재근;장성민;이민철;정순종;박건형;곽양섭;전만수
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.474-477
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    • 2009
  • In this paper, flow stress of Al6061 is obtained by compression test in the range of temperature from $300^{\circ}C$ to $550^{\circ}C$ and effective strain-rate from 0.1/s to 20.0/s. The flow stress information is used to simulate an aluminum hot forging process. Non-isothermal simulation is carried out by a rigid-thermoviscoplastic finite element method. The predictions are compared with the experiments in terms of the deformed shape of material.

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커넥팅로드 단조공정 시뮬레이션 및 타 결과와 비교 (Connecting-Rod Forging Simulation and its Comparison with Other Results)

  • 이민철;전만수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.1487-1492
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    • 2007
  • In this paper, we apply a forging simulator to automatic simulation of a connecting-rod forging process and compare its results with others found in the literature. The process information comes from the distributed examples of DEFORM3D. The process is fully automatically simulated using the tetrahedral element capability of AFDEX3D, developed by the authors. Our results are compared with the results found from the related literature, already simulated using DEFORM3D by other researchers. The comparison shows that our results are relatively excellent especially in terms of mesh quality on which the solution accuracy depends mainly.

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사면체요소와 육면체요소를 이용한 삼차원 단조 시뮬레이션 결과의 비교 및 검증 (Three-dimensional Forging Simulation with Tetrahedral Elements and Hexahedral Elements and their Comparison with Experiments)

  • 이민철;백종파;전만수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.1637-1641
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    • 2007
  • In this paper, we simulate a rotor pole cold forging process by a forging simulator with both tetrahedral and hexahedral element capabilities and compare the predictions obtained by the two approaches with the experiments. Hexahedral element capability runs manually while tetrahedral element capability runs automatically with help of an intelligent remeshing technique. It is shown that the tetrahedral element capability can give quite accurate solution if assisted by the intelligent remeshing technique even though the tetrahedral element itself is not theoretically and numerically clear.

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플랜지 볼트의 플라워 형상 결함 개선을 위한 단조 금형설계 (A forging die design to improve the flower shape of flange bolt)

  • 김관우;이근태;조해용
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권4호
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    • pp.314-319
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    • 2016
  • 플랜지 볼트는 체결하중을 분산시키기 위한 와셔와 같은 역할을 하는 플랜지를 가지고 있으며, 주로 냉간단조로 성형된다. 플랜지의 단조 시 꽃무늬 모양의 결함이 발생할 수 있다. 이 결함은 치수 정밀도 및 품질 저하 등의 문제점을 야기할 수 있어 이에 대한 개선이 요구된다. 본 논문에서는 플랜지 볼트의 플라워 형상 결함을 개선하기 위한 금형 설계방법을 제안하고자 하였다. 이를 위해 기존의 단조 공정에서 앞판의 내경을 변수로 금형을 수정하였다. 수정된 금형을 적용한 단조 공정은 상용 유한요소해석 코드인 DEFORM-3D를 이용하여 시뮬레이션 하였고, 해석결과를 기준으로 단조 실험을 하여 결과의 신뢰성을 검증하였다.

FPGA를 이용한 비단조 DBM 네트워크 설계 (Design of Non-monotonic Deterministic Bolzmann Machine Using FPGA)

  • 강형원;박철영
    • 한국산업정보학회:학술대회논문집
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    • 한국산업정보학회 2004년도 춘계학술대회 21세기 IT산업의 발전 전망
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    • pp.3-7
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    • 2004
  • 본 연구에서는 학습기능을 갖는 결정론적 볼츠만 머신에 비단조 뉴런을 이용하여 학습 성능을 수치 시뮬레이션을 통하여 분석한다. 먼저 네트워크의 은닉층에 비단조 및 단조뉴런을 이용한 경우에 대하여 각각 활성화 함수로 시그모이드 함수와 end-cut-off 타입의 비단조함수를 사용한 경우에 대하여 성능을 비교한다. 또한, VHDL을 이용해 설계한 DBM 네트워크에 시그모이드 함수와 end-cut-off 타입의 비단조함수를 사용한 경우에 대하여 시뮬레이션을 통해 수치 시뮬레이션과 성능이 같은지 비교하고 그 유용성을 입증한다.

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