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

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.190-190
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• 2003

동력 전달용 구동부품에 있어서 중공 플랜지 형상의 부품은 흔히 찾아 볼 수 있으며, 이는 높은 강도를 요구하기 때문에 강도향상을 위하여 단조에 의한 제품의 성형 방법이 많이 연구되고 있다. 중공 플랜지형상을 갖는 제품의 제조 방법으로서는 중실 플랜지 형상으로 단조하여 내경부를 절삭가공하는 방법, 중실 소재를 후방압출하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법, 또는 중공의 초기소재를 사용하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법이 일반적이다. 본 연구에서는 Fig. 1에 나타낸 것과 같이 중공 플랜지 형상을 갖는 기계 부품의 단조방법에 대해 연구하였으며, 중공 관의 내경을 $d^1$, 외경을 $d^2$, 플랜지부의 외경을 $D^0$, 중공 관의 두께를 t, 플랜지부의 두께를 T로 정의하였다. 중공 플랜지 형상에 있어서 공정 설계의 변수는 다양하겠으나, 본 연구에서는 중공관의 외경과 내경의 형상비 $\alpha$(=$d^2$/$d^1$), 플랜지의 폭과 중공관의 두께비 $\beta$(=B/t) 및 중공관의 두께와 플랜지의 두께비 r(=T/t)의 변화에 따른 성형조건에 관해 고찰하였다. 중공 플랜지 형상의 성형방법으로 Fig. 2에 나타낸 것과 같은 $\circled1$중실소재를 이용한 후방압출단조(backward extrusion forging)방법, $\circled2$중공 소재를 이용한 엎셋(upset forging)방법, $\circled3$중공 소재를 이용한 압조법(injection forging), $\circled4$중실소재를 이용한 압조-압출(injection-extruding forging)법의 4가지의 단조 방법을 제시 하였다. 또한, 유한요소해석을 수행하여 소성유동 형태, 유효변형률, 단조하중을 검토하고. 모델재료인 납을 이용한 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이를 바탕으로 산업 현장에서 경험에 의존하였던 공정 설계를 보다 효과적으로 개선하기 위한 단조법을 제시하고자 하였다. 또한 중실 소재를 이용한 중공 플랜지 형상의 단조 방법 중 보다 적절한 단조방법인 압조 단조에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 SM10C에 대한 유한요소 해석을 수행하였으며, 제품의 형상비에 따라 폴딩 결함의 발생 유무를 검토하고, 폴딩 결함 없이 단조하기 위한 중공 플랜지의 형상한계 비를 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.423-430
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• 2010

표면의 균열, 겹침결함, 금형의 코너반경이 작아 재료의 유동성이 낮을 때 발생하는 콜드셧, 부분충진등의 단조결함이 없는 자동차용 단조 플랜지를 생산하기 위해서 열전달, 단류선 흐름, 응력분포를 고려하여 형단조 공정과 금형에 대한 해석을 수행하였다. 축박기(up-set) 단조, 예비성형, 최종성형, 단조압력으로 구성된 단조과정은 유한요소법으로 해석되었다. 예비성형과 상하 금형의 높이비율이 단조공정과 금형에 미치는 영향을 평가하여 예비금형의 각 $10^{\circ}$와 최종 금형의 상하비율 1.5:1이 단조결함이 없는 결과를 나타내었다. 이를 반영한 새로 설계된 금형은 재료강도, 완전충진, 하중한계 13,000 KN 이라는 공정변수를 모두 만족시켰다. 이론 입증을 위해서 개선된 금형과 플랜지가 제작되었으며, 단조결함이 발견되지 않았다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.128-133
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• 1996

본 연구에서는 사다리꼴 용기의 성형성을 여러종류의 블랭크를 사용하여 실험하였으며, 소재의 두께 및 유동현상을 성형성의 평가와 블랭크의 크기결정을 위해서 측정하였다. 이러한 결과 성형품의 파단위치는 단변부의 코너임을 확인하였고, 전단영역에 인접한 직변부 부근의 플랜지 가장자리가 두꺼워지는 것을 알 수 있었으며, 코너컷은 코너에 인접한 2개의 전단영역의 가장자리를 연결하는 선과 평행하게 하는 것이 좋다는 결과를 얻었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.525-527
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• 2009

본 논문에서는 자동차 공조부품인 리시버드라이어로서 플랜지와 바디로 구성되어 있다. 리시버드라이어는 냉매 중 포함된 습기 및 기타 불순물을 차단하는 부품으로서 사이트글라스가 부착되어 냉매의 흐름의 상태를 알 수 있다. 또한 압력 밸브가 부착되어 있어 냉매 회로의 압력과 온도가 상승하면 녹아서 냉매를 배출하므로 배관이나 부품들의 압력에 의해서 파괴되는 것을 방지 할 수 있다. 최근 경제적 성형에 관심이 많아 대표적 성형공정인 냉간단조를 적용하여 소재 회수율 및 절삭 비용 등을 절감하는데 목적을 두었다. 냉간단조를 적용하여 자동차 공조 부품인 플랜지와 바디를 개발하는데 공정설계, 금형설계, 금형제작 기술을 확보하였다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.114-120
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• 2008

This study is to compare and analyze the material flow, deformation characteristics, and forming load of flange by means of similitude experimental method of model material using plasticine. In order to find optimal forming conditions, prototype experiments were designed to investigate forming characteristics of general-purpose flange under various working conditions. As a result of prototype experiments, billet thickness and gap-height ratio was found to be the most influential experimental parameter in flange forming. Forming loads from prototype experiments were compared to the results of finite element analysis after conducting estimation of forming loads of real material. Results of prototype experiments based on model material techniques are expected to be used as a basic data of die design f3r the development of products and process.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.311-318
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• 2002

본 논문은 냉간성형 각형강관 T형 접합부의 최대내력과 변형제한치에 대한 연구이다. 전회의 실험적 연구로부터, T형 접합부는 주관폭에 대한 지관폭의 비(${\beta}$) 0.8이하의 범위에서 변형의 증가와 함께 내력이 계속적으로 증가하는 양상을 나타내었다. 따라서, 일정한 변형량(주관플랜지에서의 변위)에 대응하는 하중을 T형 접합부의 최대내력으로 정의할 수 있을 것이다. 폭비(${\beta}$)와 주관 두께에 대한 폭의 비(B/T)가 주관 플랜지 파괴모드에 미치는 영향을 검토하였다. 기존의 Kato에 의해 수행된 실험을 포함한 실험결과로부터 $16.7{\leq}B/T{\leq}41.6$ 이고 $0.27{\leq}{\beta}{\leq}0.8$ 인 범위의 T형 접합부에 대하여, 최대내력을 정의를 위한 변형제한치는 주관폭의 3% 변형량(3%B)으로 제안하였다. CIDECT의 설계식 및 기존의 제안내력식과 실험결과를 비교하였고, 최종적으로 항복선이론에 근거한 내력식을 제안하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권6호
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• pp.57-62
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• 2015

A large variety of pipe flanges are required in the marine and construction industry. Pipe flanges are usually welded or screwed to the pipe end and are connected with bolts. This approach is very simple and has been widely used for a long time; however, it results in high development costs and low productivity, and the products made through this approach usually have safety problems in the welding area. In this research, a new approach for forming pipe flanges based on cold forging and the floating die concept is presented. This innovative approach increases the effectiveness of the material usage and saves time and costs compared with the conventional welding method. To ensure the dimensional accuracy of the final product, finite element analysis (FEA) was carried out to simulate the process of cold forging, and orthogonal experiment methods were used to investigate the influence of four manufacturing factors (stroke of distance, pin die angle, forming of pipe diameter, and speed of the die) and predict the best combination of them. The manufacturing factors were obtained through numerical and experimental studies, which show that the approach is very useful and effective for the forming of pipe flanges and could be widely used in the future.

• 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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.109-116
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• 2003

벽체용 박판냉간성형 Lip-C-형강의 구조적인 거동에 관한 연구의 일환으로 횡하중을 받는 스터드 벽체의 휨강도에 관한 실험적인 연구가 수행되었다. 시험체는 3개 또는 4개의 Lip-C-형강 스터드 부재의 양단을 C-형강 트랙으로 고정하여 제작되었다. 실험의 주요 변수는 스터드 복부의 천공 여부, 보강채널(bridge channel)의 간격 및 개수 그리고 보강 채널의 고정 및 스터드 플랜지의 간격 유지용 특수 클립(Clip)의 개수 등이며, 스터드의 인장측 플랜지에 부착된 합판과 석고보드의 벽에 강도에 미치는 영향이 연구되었다. 실험에 의한 휨강도는 AISI시방서(1996)에 근거한 강도와 비교하였다.