Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2003.03a
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pp.244-244
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2003
나노인덴테이션은 시편에 압자를 침투시켜 재료의 기계적 특성을 파악할 수 있는 경도시험법이다. 압입범위를 나노미터범위로 조절할 수 있어 기존에 접근할 수 없었던 극 미소부분에로 응용이 넓어지고 있다. 경도시험시 재료의 탄성 및 소성 작용에 의해 재료는 변형되고, 표면변화 관찰을 통해 표면아래 부분에서 이루어지고 있는 거동을 예측할 수 있다. 이러한 관점에서 나노인덴테이션 시험시에도 발생하는 파일업과 싱크인 현상에서 재료가 나노미터 범위에서 어떠한 양상으로 변형을 하는지를 고찰하는 것은 의미가 있을 것이다. 본 연구에서 파일업과 싱크인의 양상을 파악하고 그 양을 정량화하기 위하여 가공경화양에 따른 표면변화와 압입하중 변화에 따른 표면변화를 관찰하였다. 어닐링한 봉상 알루미늄을 압축변형을 0%, 5%, 20%, 40%, 50% 로 변형시켜 가공경화를 일으켰고, 표면은 전해연마하여 나노압입시험이 가능하도록 하였다. 각각의 시편을 나노인덴테이션 압입하중을 변화시켜 재료에서 하중 변화에 따라 나타나는 표면변화를 관찰하였고, 위의 각 조건에서 파일업양을 정량화 하였다. 연구결과에 대해 ANSYS 유한요소분석 프로그램을 사용하여 재료의 변형양상을 시뮬레이션 하였고, 실제 실험데이터와 비교 분석하였다.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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1993.04b
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pp.33-37
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1993
연결부를 지닌 대형의 노즐형상 제품은 대형산업기기에서 용기의 일부 및 추진체 및 인공위성 발사 대등에서 쓰이는 제품으로 목적하고자 하는 최종 조립품의크기에 따라 제품자체의 지름이 1m 에서 수m 에 이르는 대형으로 제작된다. 대형노즐형 제품은 제품 자체의 강도, 정확한 치수 및 소요재료의 다수등도 중요한 요소이나, 가공하중의 크기에 따라 다르지만 제품을 만들기 위해서는 수만톤을 필요로하기 때문에 제품제조의 가능여부가 성형기의 능력에 의존하게 된다. 본 연구는 비교적 소형장비로써 대형 노즐형단조 품의 제작이 가능한 새로운 성형공정을 개발하는데 그 목적이 있으며 공정개발은 비교적 소형 장비로써 대형단조품의 제작이 가능하도록 하는데 촛점을 맞추고서 이루어 졌다. 이를 위해 여러가지 가능한 방법 들을 제안하고, 각각의 공정 방법들에 대해서 Plasticine 모델 시험을 통하여 소성유동에 의한 성형성과 하중을 검토한 후에 국내에서 사용가능한 장비 및 하중능력, 그리고 성형성 등을 고려하여 적절한 공정방법을 선택하였다. 선택된 공정에서 점진적 팽창단조를 위한 예비 성형체의 결정 및 공정변수의 결정등을 납 모델링실험을 행하여하였으며 실재 재료의 축소모형실험을 수행하여 공정을 확인 하였다.
본 연구의 목적은 가공배전선로의 이도 및 장력 검토업무를 단순화하고 업무효율을 향상하는데 있다. 따라서 EDS(Every Day Stress)하중조건과 $고\cdot저온계$ 하중조건간의 임계경간을 계산할 수 없는 기존임계경간식의 한계점을 해결하기 위하여 다 조건간의 임계경간식을 개발하였으며, 이를 가장 많이 사용하는 알루미늄피복 강심 알루미늄 절연전선(ACSR/AW-OC)에 적용하는 방법을 보여주고 최종적으로 지역별 임계경간 및 적용하중조건 표를 완성하여 설계시 활용할 수 있도록 하였다.
본 연구에서는 모델재료를 이용한 모사실험을 통하여 고온의 강을 단조하였을 때의 유동과 변형 그리고 하중을 검토하고, 이어 성형에 관한 연구를 하였다. 모델재료인 플라스티신은 고용의 강을 모사하는데 많이 쓰이는데, 실험을 통하여 플라스티신과 강과의 변형저항식을 비교 검토하였다. 이 실험결과 상사성이 어느정도 일치함을 알았고, 이 상사성 결과를 이용하여 실제와 모델사이의 하중과 응력비를 검출하였다. 이로써 플라스티신을 이용한 단조 압축 실험을 통하여 실제의 하중을 예측하였다. 또한 예비 성형체를 설계하기 위하여 앞서 실험한 결과들을 이용하여 초기의 실린더의 체적과 치수를 결정하고 이에 단계에 따른 성형과정을 통하여 예비 성형체를 만들었는데, 이는 제한된 용량으로 성형하여야 하는 문제를 해결하기 위함이었다. 실험 결과 8단계에 따른 성형과정에 의해 우리가 원하는 대형 단조품을 성형할 수 있음을 알았다.
본 연구에서는 절삭 가공시 공구가 받는 절삭력과 칩-공구 사이에서 발생하는 절삭 열에 의한 공구의 변형을 예측하였다. 3D CAD를 이용하여 공구를 모델링 하였으며 절삭력과 절삭 열을 하중조건으로 부여하여 유한요소해석을 수행하였다. 하중조건으로 사용한 절삭력과 절삭 열은 절삭이론을 이용한 절삭력 모델을 사용하여 예측하였으며 실험을 통해 모델의 타당성을 검증한 결과이다. 그러므로 본 연구는 어떠한 사전 실험도 없이 절삭조건과 재료 물성치 그리고 공구 형상만을 알면 이에 따른 절삭력성분 및 절삭열 등을 얻을 수 있고, 이를 이용하여 절삭 가공시 공구의 변형을 예측할 수 있다.
소성 이론은 아직 모든 금속성형 문제에 정확한 해를 줄 정도로 충분히 진보되어 있는 상태는 아니지만, 그럼에도 불구하고 실제 공정의 단순화, 가공물의 이상화를 통해 문제를 해석함으로써 가공하중, 금속유동등에 관한 인자들의 영향을 예측하고, 또 원하는 결과를 얻기 위한 적절한 가공조건을 선택할 수 있도록 근사해를 제공하고 있어 실제 공정이 성립하기 전에 행하는 실험적 시도의 량을 충분히 줄일 수 있다. 따라서 여기서는 우선 금속성형에 관련된 수학적 소성 이 론의 기초이론과 소성변형의 해석방법을 소개 하고자 한다.
Kim, Jeong-Gil;Park, Young-Jun;Lee, Geun-Ho;Kim, Young-Joo;Oh, Joo-Young;Kim, Jae-Hoon
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.15
no.5
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pp.66-72
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2016
Gearboxes are mechanical components that transmit power by adjusting input and output speed and torque. Their design requirements include small size, light weight, and long lifespan. We have investigated the effects of carrier pinhole position error on the load sharing and load distribution characteristics of a planetary gear set with four planet gears. The simulation model for a simple planetary gear set was developed and verified by comparing analytical results with a putative model. Then, we derived the load sharing and load distribution characteristics under various pinhole position error conditions using the prototypical simulation model. The results showed that the mesh load factor and face load factor increased with the pinhole position error, which then influenced the safety factor for tooth bending strength and surface durability.
Electrical discharge machining (EDM) cuts metal by discharging electric current across a thin gap between tool and workpiece. Electrical discharge wire cutting, a special form of EDM, uses a continuously moving conductive wire as an electrode, and is widely used for the manufacture of punches, dies and stripper plates. In the wire cutting process, the moving wire is usually supported by cantilever arm and wire guides. As the wire traveling speed has been increased in recent years to improve productivity, the vibration of the cantilever arm occurs, which reduces the positional accuracy of the machine. Therefore, the design and manufacture of the cantilever arm with high dynamic characteristics have become important as the machining speed increases. In this paper, the cantilever arm for guiding the moving wire was designed and manufactured using carbon fiber epoxy composite in order to improve the static and dynamic characteristics. Specimens for the composite cantilever arm were manufactured and tested to investigate the effect of the number of reinforcing plies and length fitted to steel flange on the load capacity. Also, the finite element analysis using layer and contact elements was performed to compare the calculated results with the experimental ones. From the results, the prototype of the composite cantilever arm for the electrical discharge wire cutting machine was manufactured and the static and dynamic characteristics were compared with those of the conventional steel cantilever arm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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