There are three sub-processes associated with the assembly of the valve seat and cylinder head; heat fitting, cold fitting, and shrink fitting. In the heat fitting stage, the cylinder head is heated to a specified temperature and then squeezed toward the outer diameter of the valve seat. The cold fitting process cools the valve seat and safely squeezes it toward the inner diameter of cylinder head. However, these methods increased the installations & running cost and curtailed productivity. To address these problems, we analyzed the shrink fitting process using the contact pressure caused by fitting interference between the outer diameter of the valve seat and the inner diameter of the cylinder head. In this study, a closed form equation for predicting the contact pressure and fitting load is proposed. For quality control of the assembly line, principal factors of the shrink fitting process influenced in contact pressure were simulated by the FEM. Actual loads measured in the field showed good agreement with the results obtained by theoretical and finite element analysis.
A virtual manufacturing system that is composed of JMatPro, a material modeler and $DEFORM^{TM}$-HT, a finite element package is applied to the hot press forming process: high temperature material properties for each phase such as flow stress, elastic modulus, Poisson's ratio, thermal expansion coefficient, in addition to TTT curve are predicted by JMatPro and taken into $DEFORM^{TM}$-HT to predict the material behavior considering phase transformation and heat transfer simultaneously. In order to verify the accuracy of computation, the residual stress and the springback were compared with the experimental measurements. Both the predicted and measured principal residual stresses and amount of springback were in good agreement. It was also found that the residual stresses generated from hot press forming are not negligible as it has been generally assumed, although the springback deformation is quite small.
일반형 자동차 내장부품은 외부가 플라스틱 사출 성형한 형태로 사용되지만, 고급 차종은 내장재의 미감이나 질감을 위하여 사출물 표면에 엠보싱 무늬가 형성된 표피재가 수지에 추가로 부착되어 제작된다. 부착하는 방법은 한 장비에서 저압 사출 후 플라스틱이 완전 응고 전에 표피재를 넣고 압입하는 저압 사출법과 표피재 수지를 기 사출된 제품위에 놓고 압착시키는 압착법이 있으나 이 두 방법 모두 엠보싱 무늬가 형성된 표피재를 넣고 작업하기 때문에 고온 압착시 기존 무늬가 찌그러지고 코너 부위가 경화되어 기존의 질감을 얻지 못하며, 치수 공차가 변형되어 불량률이 증가하므로 이를 시급히 개선할 새로운 제조 기술의 필요성이 대두된다. 본 연구는 가열 압착기로 지그 및 금형을 새로 개발하여 도어 트림 제조시, 기 사출물을 금형 쪽으로 기 조직을 삽입한 후 엠보싱 무늬가 없는 원소재 표피재로 상부 금형 쪽으로 소재조직을 진공으로 흡입하여 무늬를 성형한 후 하강시켜, 기 사출물에 압착시키는 가열 압착으로 엠보싱무늬의 손상을 방지하는 금형을 제안하였으며 그에 대한 해석, 설계, 실험을 통하여 성능을 평가 분석 하였다.
Modeling and FEM analysis on Boron Nitride and/or Pyrolytic Carbon coating layers on SiC fibers under indentation contact loadings are investigated. Especially this study attempts to model the mechanical behavior of the SiC fibers with and without coatings. Tyranno S grade and Tyranno LoxM grade of SiC are selected for fiber and Boron Nitride and/or Pyrolytic Carbon as coating material. The modeling is performed by SiC fiber without coating layer, which includs single(BN or PyC) and double(BN-PyC or PyC-BN) coating layer. And then the analysis is performed by changing a type of coating layer, a type of fiber and coating sequence. In this study, the concepts of modeling and analysis techniques for optimum design of BN and PyC coating process on SiC fiber are shown. Results show that stresses are reduced when indentation contact loading applies on the material having lower elastic modulus.
In this study, elastoplastic finite element analysis with multi-body treatment was used to elucidate the mechanical phenomena occurring from pre-stressing of die-system. A finite element analysis model with detailed conditions is proposed. The effects of die pre-stressing slope on the circumferential components of the pre-stressed die inserts were evaluated. The role of tight fitting between the supporter and die case was also emphasized because it has a significant effect on the undesirable change in the target slope of machined inner surface of the die case around the die insert. The two mechanical problems include the one between die-insert and die case and the other between supporter and die case, and their correlation is minimized to establish the optimum design in the die structural design stage because it cannot be quantitatively controlled owing to various factors affecting the die structural behavior during die pre-stressing.
비커스 경도 시험은 모든 재료에 적용할 수 있으며, 경도 시험 중에서 가장 광범위하게 사용된다. 경도는 기계적 성질을 평가하는 하나의 확률변수로 볼 수 있다. 본 연구는 $ZrO_2$ 단상 세라믹스와 $TiO_2$ 첨가량에 따르는 $ZrO_2/SiC$ 복합 세라믹스의 굽힘강도와 비커스 경도의 통계적 성질을 조사하였다. 굽힘강도와 비커스 경도는 와이블 확률 분포를 잘 따랐다. 척도 및 형상 파라메터는 $ZrO_2$ 모재 세라믹스, $ZrO_2/SiC/TiO_2$ 모재 세라믹스 및 이들을 열처리한 세라믹스를 사용하여 평가하였다. 또한 압입하중의 증가에 따른 영향도 평가하였다.
최근 철도주변의 개발이 확산되고 있는 가운데 비개착공법을 이용하여 철도노반하부를 횡단하는 구조물을 시공하는 경우가 불가피하게 증가하고 있다. 그러나 기존선 하부를 횡단하는 구조물을 시공하는 경우 구조물 주변의 지반응력이완에 대하여 설계 시 검토는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 비개착공법 시공 시 구조물 주변지반의 응력이완에 대하여 실내토조실험을 통하여 지반의 응력이완 범위를 규명하였고, 지중경사계를 이용한 현장계측을 통하여 지반의 수평변위를 계측하였으며, 수치해석을 통하여 응력이완영역 및 선로지지강성을 분석하였다. 실내토조실험 결과 Rankine의 수평토압 영역과 유사한 파괴면이 생성되었으며, 지중경사계를 이용한 현장계측 결과, 강관의 압입 시기를 기준으로 급격하게 변위가 발생하였으며, 또한 수치해석 결과 해석된 수평토압이 Rankine의 수평토압에 가깝게 나타났으며, 비개착 구조물 주변 지반의 수직응력이 약 40% 감소함에 따라 노반지지강성이 크게 저하됨을 알 수 있었다. 이는 열차의 주행안정성 영향을 미쳐 탈선의 위험이 증가하므로 향후 기존선 하부를 통과하는 지하구조물 시공 시 구조물 주변의 보강이 반드시 필요할 것으로 판단된다.
본 논문은 등가정하중을 이용하여 튜브 하이드로포밍 공정을 위한 최적설계를 제안한다. 튜브 하이드로포밍 공정의 최적설계는 유체의 압력과 축 방향 압입량에 대한 적절한 하중경로를 결정하고, 이를 통하여 성형해석 후 결함이 없는 원하는 형상의 제품을 얻는 것을 목적으로 한다. 그러나 기존의 등가정하중법은 하중을 설계변수로 고려하지 못한다. 또한 튜브 하이드로포밍 공정의 최적설계에서 고려하는 비선형 두께 응답을 고려하기 위한 최적화가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 튜브 하이드로포밍 공정의 최적설계에 적합한 새로운 등가정하중을 제시한다. 또한 새로운 등가정하중을 이용한 최적설계 프로세스를 제시한다. 제시한 최적설계방법의 사용 가능성은 예제를 통하여 확인한다.
유효 전단면의 크기를 최대가 되도록 하기 위해서는 다이 롤 높이의 최소화가 매우 중요하다. 본 연구에서는 V-링 압입량의 변화와 클리어런스의 변화에 대한 다이 롤 변화를 연구하였다. V-링 거리를 2mm로 고정하고 클리어런스가 다른 다이인서트를 적용할 수 있는 파인블랭킹 금형을 제작하여 전단해석과 실험을 진행하였다. 각 실험으로부터 시편을 채취하여 다이 롤 높이를 분석한 결과 V-링의 압력이 재료의 유동을 효과적으로 억제하고 펀치와 다이 사이의 클리어런스가 재료 두께에 대하여 1%의 경우가 다이 롤 높이가 낮게 됨을 알 수 있었다.
부성저항영역에서 동작하도록 바이어스전압을 걸어 준 쌍턴넬다이오드회로의 차특성은 역시 전압제어형의 부저항영역을 갖고, 이 회로를 발진기로 동작시킬 때의 쌍회로의 중점의 전위는 구형파의 이완진동을 일으킨다. 본논고에서는 이 중점에서의 구형파에서의 주기 및 정 또는 부의 펄스의 폭을 바이어스 전압에 의하여 제어할 수 있다는 점을 감안하여 주기 T 및 정펄스시간 T1 또는 부펄스시간 T2를 착특성곡선으로부터 해석적으로 구하고 또한 실측하였다. 또한 T 및 T1 또는 T2와 회로제정수와의 관계를 검토하여, T가 일정하고 T1-T2가 바이어스전압의 변화량에 비례하여 조건을 만족시키는 회로정수를 정하고, 바이어스전원과 직렬로 신호전압을 압입하는 방법을 고려하여 구성할 펄스폭변조회로의 특성을 구하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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