The effect of dynamic recrystallization during hot forming process was implemented to a commercial FEM code by conditioned remeshing and remapping of sate variables. A datum strain for stress compensation was determined as a strain for maximum softening rate and was able to be formulated as a function of critical strain f($\varepsilon$). The validity of remapping criterion was examined by a series of mechanical tests and microstructural observation. The application of suggested datum resulted in better estimation of load-stroke during forging processes.
The shift of flow behavior due to dynamic recrystallization during hot forming process is investigated, A series of load relaxation and compression tests has been conducted at various temperatures Constitutive relations and recrystallization behaviors were formulated from the mechanical test results, The consideration of dynamic recrystallization during a specific forming process was implemented to commercial FEM package by conditioned remeshing and remapping of state variables. Improvement of Load-Stroke prediction was validated by comparison with experimental results.
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.
알루미늄 소재의 냉간 판재성형에서는 낮은 성형성과 성형 후 과도한 스프링백에 의한 치수정밀도가 저감되는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 기존 제조공법의 문제점을 개선하기 위해 새로운 제조공법인 Hot forming quenching(HFQ)을 제시하고자 한다. HFQ 은 용체화처리 온도로 가열된 알루미늄 판재를 열간성형하고, 다이 내에 설치된 냉각채널에 의해 ��칭하여 열간성형과 열처리를 동시에 함으로써 성형성 향상, 스프링백 저감 효과를 얻을 수 있다. 기존의 냉간성형 대비 HFQ 의 성형성 향상효과를 에릭슨 시험을 통해 평가하였다. 스프링백 특성을 파악하기 위해 V-beding 시험에 HFQ 를 적용하여 굽힘 성형된 제품의 치수정밀도를 기존의 냉간성형과 비교하였다. 또한 강도 및 경도를 측정하여 기존 냉간 성형에 의한 값들과 비교함으로써 알루미늄 제품 성형에 HFQ 을 적용하기 위한 타당성을 평가하였다.
보론강을 사용하는 열간성형은 경량화된 자동차 차체부품의 생산을 위해서 최근에 널리 사용되고 있으며, 열간성형 후 약 1,500 MPa 정도의 고강도 특성을 얻을 수 있다. 그러나 열간성형이 현가부품에 사용되기 위해서는 고강도 특성보다 피로특성이 더 중요해진다. 따라서, 본 연구에서는 열간성형에 의해 제작된 자동차 현가부품의 일종인 튜블러 토션빔 액슬의 피로특성에 대하여 연구하였다. 냉각방식에 따른 보론강의 저주기 피로특성에 대하여 연구하였으며, 튜블러 토션빔 액슬의 피로수명을 예측하기 위해서 구조 및 피로해석이 수행되었다. 튜블러 토션빔 액슬의 토션빔 영역에서 응력집중이 발생하였으며, 열간성형에 의한 고강도화가 튜블러 토션빔 액슬의 수명향상에 큰 영향을 미쳤다.
As a way to improve the safety of automotives and to reduce the weight of vehicles, new forming technologies and advanced materials are in high demand in the automotive industry. However, the advanced strength steel has inferior formability and large springback. In order to overcome such drawbacks, the hot press forming process (HPF) has been being applied for forming of automotive sheet parts. In this work, new equipment was suggested to measure unlimited displacement range compared to previous one which was able to measure only up to 10mm displacement range. The external extensometer connected with grips by wire was applied to equipment so that total strain range was measured up to failure also in high temperature. And the finite element analysis was conducted to characterize the mechanical properties of the HPF steel. Finally, the flow curves were represented by utilizing the Johnson-Cook type equation both in uniform and post-uniform deformation regions.
본 논문에서 HDPE 관의 일체형 TEE성형 공정은 강소성 유한요소 해석 프로그램인 DEFORM-3D를 이용하여 해석을 하였다. 이중 보온관에서 외관으로 사용되는 HDPE 관은 관을 통하여 흐르는 온수의 온도를 유지하기 위한 관으로, TEE는 주관에 가지관을 연결하여 열의 수송방향을 바꾸는 역할을 한다. TEE제작에 압출 용접(Extrusion Welding)을 사용하는 기존의 방법으로는 이음부에서 강도가 취약한 문제점이 발생하기 때문에 HDPE 관을 성형시켜 TEE 형태로 일체화시킨 후에 맞대기 용접(Butt Welding)을 하는 방식을 제안하였다. 열간과 냉간 성형 실험을 실시하였고, 초기 구멍 형태에 따른 모델 파라미터가 강소성 유한요소해석에 의해 규명되어 졌으며, 이는 실제의 제품 제조 공정에 적용되어 졌다.
The hot curvature forming of large aluminum plates is a process used to produce spherical liquefied natural gas (LNG) tanks. In this study, we describe a method to determine the optimum shape of blanks to minimize the root gap in the forming process. The method proposed in this study was applied to a small-scale model for thick plates with a curvature of 1500 mm and thickness of 6 mm. First, the shape of the curved shells was determined as the target shape, and then a coordinate transform was used to determine the optimum blank shape, which was then iteratively modified using the results of finite element method (FEM) simulations, including heat transfer, until the shape error was minimized. Experiments in forming using Al5083 thick plate were carried out, showing that the method can determine the optimum blank shape within an allowable root gap of 0.1 mm.
The metal forming behavior and defect formation in Ti-6Al-4V tube during hot backward extrusion were investigated. Dynamic material model(DMM) including Ziegler's instability criterion was employed to predict the forming defects such as shear band, inner and/or surface cracks. This approach was coupled to the internal variables generated from FE analysis. The simulation results fur the backward extrusion were compared with the experimental observation. The chilling effect and friction indicated a great influence on the deformation mode of the tube and the formation of surface cracks. The formation of forming defects in the extruded tube was attributed to non-uniform distribution of strain, strain rate and temperatures in the extruded tubes for the given test conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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