• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2005.10a
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• pp.649-652
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• 2005

It is reported that semi-solid forming process takes many advantages over the conventional forming process, such as long die lift, good mechanical properties and energy saves. Rheology material has a thixotropic, pseudo-plastic and shear-thinning characteristic. Therefore, general plastic or fluid dynamic analysis is not suitable for the behavior of rheology material. So it is difficult for a numerical simulation of the rheology process to be performed because complicated processes such as the filling to include the state of the free surface and solidification in the phase transformation must be considered. Moreover, it is important to predict the deformation behavior for optimization of net shape forging process with semi-solid materials and to control liquid segregation for mechanical properties of materials. In this study, so, molecular dynamics simulation was performed for the control of liquid segregation in compression experiment as a part of study on analysis of rheology forming process.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.26 no.10
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• pp.1971-1981
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• 2002

Two-dimensional solidification analysis during rheology forming process of semi-solid aluminum alloy has been studied. Two-phase flow model to investigate the velocity field and temperature distribution is proposed. The proposed mathematical model is applied to the die shape of the two types. To calculate the velocities and temperature fields during rheology forming process, the each governing equations correspondent to the liquid and solid region are adapted. Therefore, each numerical model considering the solid and liquid coexisting region within the semi-solid material have been developed to predict the defects of rheology forming parts. The Arbitrary Boundary Maker And Cell(ABMAC) method is employed to solve the two-Phase flow model of the Navier-Stokes equation. Theoretical model basis of the two-phase flow model is the mixture rule of solid and liquid phases. This approach is based on using the liquid and solid viscosity. The Liquid viscosity is pure liquid state value, however solid viscosity is considered as a function of the shear rate, solid fraction and power law curves.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.10 no.6
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• pp.876-888
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• 1986

The Study is concerned with the analysis of unconstrained axisymmetric piercing as a nonsteady forging process by the rigid-plastic finite element method. In the numerical analysis of axisymmetric piercing, the initial velocity field is generated by assuming the material as a linear viscous material to begin with in order to facilitate the input handling and to ensure better convergencey. The strain-hardening effect for nonsteady deformation and the friction of the die-material interial interface are considered in the formulation. Rigid body treatment is also incorporated in the developed program. The experiments are carried out for aluminum alloy specimens (A1204) with different specimen heights. It is shown that the experimental results are in excellent agreement with the finite element simulations is deformed configuration. For load prediction the theoretical prediction shows excellent agreement with th eexperimental laod in the initial stage of loading before fracture of the specimen is not initiated. Distribution of stresses, strains and strain rates has been found for the given cases in computation. On this basis several fracture criteria are introduced in order to check the fracture initiation. It is found that maximum shear criterion is capable of good fracture prediciton.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.13-13
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• 2009

현재 열간단조 금형을 제작함에 있어 육성용접을 실시하는 방법이 금형강 STD61, STD11 등으로 제작하는 방법에 비해 보수나 비용적인 측면에서 이점을 가지고 있기 때문에 점차적으로 증가하고 있는 추세이다. 열간단조 공정에서 금형은 $1000^{\circ}C$이상의 고온재료와 반복접촉하게 된다. 이때 이형제의 사용은 급속냉각 및 급속가열의 열피로를 가속시킨다. 또한, 금형은 반복충격에 의한 기계적 피로를 받게 된다. 이러한 금형의 사용환경을 고려한 FCW는 종래 고가의 $2.8{\sim}3.2{\Phi}$인 외국산 FCW를 사용하였으나 이를 대체한 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW가 국내에서 개발되었다. 하지만 개발된 FCW를 사용하여 제작된 금형의 수명이 부족한 현상이 발생하였다. 이에 금형의 수명을 연장시킬 수 있는 내균열성 및 내열충격성을 확보한 태경 FCW의 개발과 개발된 FCW의 성능평가가 요구되었다. 특히 열간단조 금형에 있어서 중요한 내열충격성의 경우 가열과 냉각의 반복 Cycle에 의한 Thermal shock의 평가가 대부분이며 높은 Cycle로 인해 많은 시간이 걸리며, 또한 가열과 냉각을 오갈 수 있는 고가의 시험장치가 요구된다. 그러므로 개발된 FCW 육성용접부의 내균열성 및 내열충격성을 평가할 수 있는 방법에 대한 연구와 특히 내열충격성을 시간이 적게 걸리면서도 경제적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 열간단조 금형 육성용접부의 내균열성 및 열충격특성을 평가할 수 있는 방법에 대한 검토와 특히 내열충격성에 대해 J.W.Kim등의 시험방법을 참고하여 시간이 적게 걸리면서 저 비용으로 열 충격특성을 평가할 수 있는 시험법을 고안하는 것이다. 이를 위한 방법으로 육성용접부의 내균열성을 평가하기 위한 상온 Bending을 실시하였고, 내열충격성을 평가하기 위한 염욕로를 이용하는 고온 Bending을 고안하여 실시하였다. 상온 Bending, 고온 Bending 모두 3점 굽힘시험을 적용하였다. 고온 Bending의 가열방법으로는 염욕로를 사용하여 시편이 대기중에서 약 $850^{\circ}C$의 온도가 될 수 있도록 하였다. 시편은 각각 열처리를 하여 요구 경도를 확보하였고, 이를 염욕로에서 5분간 가열 및 유지하여 취출 후 굽힘하중을 가하여 변위의 정도로 열충격을 평가하는 방법을 사용하였다. 상온 Bending은 극한변형량과 파단부 극한응력으로, 고온 Bending은 고온 극한변형량으로 평가를 하였고, 외국산 FCW를 사용한 육성용접부를 비교대상으로 하였다. 평가 결과 개발된 국산 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW의 성능은 외국산 FCW와 유사하거나 우수한 것으로 평가되었고, 실제 금형을 제작하여 현장에 적용한 결과 금형의 수명이 연장된 것이 나타났다.