스웨이징(swaging)제조 공정의 컴퓨터 시뮬레이션에 관한 연구를 수행하기 위하여 상용 소프트웨어를 사용하였다. 시행오차를 통하여 획득한 경험에 기반을 두어 튜브 스웨이징 공정의 시뮬레이션이 이루어졌으며, 변형 경화 지수(strain hardening exponent) n과 소성계수(plastic modulus) K는 튜브재료의 실제 인장 측정 시험을 통하여 얻어졌다. 두 종류의 서로 다른 다이와 튜브 형상을 사용하여 비교하였다. 전처리는 HyperMesh(r), 해석은 LS-DYNA(r), 후처리는 LS-TAURUS(r)를의 상용 소프트웨어를 사용하였으며, 본 연구에서 얻어진 결과들을 문헌에서 이용 가능한 결과들과 비교하였다.
카울크로스바는 차체의 계기판 후면에 설치되는 보강 부품으로서 최근 부품의 기능 개선 및 차량 경량화의 요구로 인하여 점차 복잡한 형상의 제품이 개발되고 있다. 특히, 제품 좌우의 지름과 두께가 서로 다른 경우에 이직경 파이프의 용접을 통하여 제품이 생산되는데, 외관 품질 및 기계적 성질의 저하 문제가 지속적으로 제기되어 소성 가공을 이용한 일체화 성형 기법의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 좌우 형상이 서로 다른 직선형 카울크로스바에 대한 일체화 성형 기법으로서 복합 인발 공정과 스웨이징 공정을 개발하였으며 기계적 성질 및 생산비의 관점에서 개발 공정들을 비교하고자 한다. 결론적으로 일체화 성형 제품이 기존 용접 제품에 비해 우수한 굽힘 강도를 보이며 스웨이징 공정을 사용할 경우 보다 저렴한 비용으로 생산이 가능함을 알 수 있었다.
The nonlinear finite element analysis for deformation characteristics of a power steering hose during the swaging process is performed in order to investigate the stress and the strain levels of the hose components. Power steering hose consists of components such as rubber hose, nylon, nipple and sleeve. Moreover, the numerical analysis requires the consideration of material, geometry and boundary nonlinearities. To evaluate the rubber hose strength, the measured stresses and strains are compared with tension and compression test data. Contact force is also a principal factor to examine whether rubber hose is break away from sleeve and nipple or not.
The automotive air conditioning hose is used for connecting the components of air conditioner in a vehicle. The hose is usually manufactured by the swaging process to connect the rubber hose with the metal fitting at the end of the hose. The swaging process leads to various stress and strain configurations in the hose, which give a critical effect on the hose performance. In this paper, the deformation characteristics of an air-conditioning hose during the swaging process were analyzed using the nonlinear finite element method. Especially the rubber layers, which are contacted with the metal fittings, were divided with finer mesh density than the reinforcement braids to increase the solution accuracy. The material properties were obtained from experimental data, and the contact conditions were used in consideration of the real manufacturing process.
Rotary swaging is a method of forging automotive drive shafts. In this paper, we propose a new two-hammer forging technique by applying the problem-solving approach TRIZ to improve the efficiency and productivity of the rotary swaging automation process. We will simplify the materials and hammers via the 3D modeling tool SolidWorks for high accuracy of a comparative analysis of existing and proposed methods under the same boundary conditions. In addition, we will compare the stress trends of the proposed model using ANSYS Workbench and verify the feasibility through a comparison of the simulation results using DEFORM. Relative to the existing method, the proposed method can decrease production costs and improve efficiency of the automation process by reducing the power source.
Rotary swaging is one of the incremental forming process which is a chipless process using the reduction of cross-sections of bars, tubes and wires. The TDS(Tube Drive Shaft) of monobloc used in automotive has been developed by the rotary swaging process. The mechanical characteristics of swaged parts such as the hardness, thickness and roughness are also estimated to conduct experimental analyses of rotary swaging process with the materials of 34Mn5 Furthermore the change in the vibration mode of TDS due to design parameters, which are the tube length, diameter and thickness, has been investigated and analysed. The weight of the TDS product is smaller by about $12.8\%$ than that of SDS with the same performance. It could be evidently found that the TDS is designed to be much lighter than SDS (Solid Drive Shaft). This advantage might give some possibility to improve the NVH (Noise-Vibration-Harshness) characteristics. A maximum torque and a total number of torsional repetitions for the TDS is checked and measured to know the torsional intensity and fatigue strength through the static torsion test and torsional durability test, respectively. A total number of the torsional repetitions up to the fracture for the TDS is greater than 250,000 times.
The process variables i.e. the speed of forming, the ratio of thickness to diameter the shape of formed materials and the reduction of area were selected in order to study the process of the rotary swaging. It was found that the process variables affected the quality of products, i.e. the hardness the surface roughness and the degree of precision of products. Variation of hardness in deformed samples was mainly dependent on the reduction of area. Upon forming tubes applying the t/D ration higher than 1/10 led to the formation of defects on products which may be reduced by application of mandrels.
In this paper, a new approach to finite element analysis for tube swaging is presented. An analysis model is developed with emphasis on the pusher that imposes back pressure in order to keep the workpiece from slipping along the die-workpiece interface especially when tapered dies are used. A rigid-plastic finite element method is employed. The approach is to simulate the tube swaging process and the results are compared quantitatively with predictions, showing close agreement with each other.
다양한 기계적 거동을 관찰할 때 예상되는 역효과의 측정 방법을 연구하는 것이 필수적이고, 고무 호스, 알루미늄 sleeve와 pipe에 의해 만들어진 Automotive Air-Conditioner-Hose의 응력과 변형 특성을 측정할 수 있다. 본 연구에서는 자동차에 있어 에어컨 냉매 순환에 중요한 역할을 하는 Automotive Air-Conditioner-Hose의 응력과 변형 특성을 유한요소법을 이용하여 분석하였다.
Rotary swaging is a process for reducing the cross-sectional area or changing the shape of bar, tube or wires by repeated radial blows with one or more parirs of opposed dies. The present study is concerned with investigation the effect of process parameters upon product quality(hardness, roughness, precision of dimension). To enhance the product quality, experimental works are carried out for some process parameters such as forming speed, billet shape, lubrication, reduction of area and ratio of t/D. Rod shift formed by RSM25 under cold conditions has good surface quality, hardness and precision of dimension. The recommendable process conditions are suggested for solid and tubular products.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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