• 대한기계학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.876-888
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• 1986

본 논문에서는 자유 표면과 강체부분이 많은 피어싱 공정의 해석에서 발생하 는 해의 수렴성 저하를 방지하기 위하여 비정상 상태의 가공경화 효과와 강체 연속처리 리방법을 프로그램 개발에 적용하고 프로그램 개발에 적용하고 프로그램 범용성을 높 이기 위해 초기 속도장 발생 프로그램을 개발하여 본 공정 해석에 적용하여 보려고 한 다. 또한 재료를 가공 경화를 고려한 강소성체(rigid-plastic material)로 가정해서 시편에 크랙이 발생하여 파괴될때까지 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 후 냉간 피어싱 공 정에 있어서 표면 크랙의 발생과 성장 그리고 파괴에 가장 많은 영향을 미치는 인자들 을 계산결과를 토대로 실험과 비교조사하고, 실험 시편의 지름과 높이 그리고 마찰상 태를 다르게 조합해서, 실험과 계산을 시하여 시편 모양에 따른 변형 모우드(mode)와 파괴 모우드의 차이를 규명해 보기로 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.67-67
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• 2003

자동차, 항공기, 산업기계, 운반기계, 철도차량, 공작기계 등 거의 모든 산업부문에서 사용되는 베벨기어의 냉간단조 공정 및 금형 설계를 위한 해석을 수행하였다. 소성가공에 의해 생산된 베벨기어는 기계적 성질이 우수하여 동력 전달장치의 수명연장 및 신뢰성, 소형화 등을 달성할 수 있으며 생산 원가 절감의 효과가 크기 때문에 냉간 단조의 공정설계는 매우 중요하다. 베벨기어의 단조에 대한 상계해석 결과는 금형 설계 시 프레스에 필요한 단조하중을 예측할 수 있으므로 프레스의 최적성형과 안전한 금형 설계를 도모할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 베벨기어의 냉간 단조시의 내부 동적 가용속도 장을 제시하였고 단조하중, 금속유동 등을 계산하였다. 또한 강소성 유한요소해석을 동시에 수행하여 제시한 동적 가용속도장의 적절성을 비교 검토하였다. 본 연구의 결과는 베벨기어의 적절한 냉간 단조 성형공정 및 공정설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권1호
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• pp.88-99
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• 1996

The explicit scheme for finite element analysis of sheet metal forming problems has been widely used for providing practical solutions since it improves the convergency problem, memory size and computational time especially for the case of complicated geometry and large element number. The explicit schemes in general use are based on the elastic-plastic modeling of material requiring large computataion time. In the present work, a basic formulation for rigid-plastic explicit finite element analysis of plain strain sheet metal forming problems has been proposed. The effect of some basic parameters involved in the dynamic analysis has been studied in detail. Thus, the effective ranges of parameters have been proposed for numerical simultion by the rigid-plastic explicit finite element method. A direct trial-and-error method is introduced to treat contact and friction. In computation, sheet material is assumed to possess normal anisotropy and rigid-plastic workhardening characteristics. In order to show the validity and effectiveness of the proposed explicit scheme, computations are carried out for cylindrical punch stretching and the computational results are compared with those by the implicit scheme as well as with a commercial code. The proposed rigid-plastic exlicit finite element method can be used as a robust and efficient computational method for analysis of sheet metal forming.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권8호
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• pp.2113-2122
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• 1994

The 3-D FEM analysis for simulating the stamping operation of planar anisotropic sheet metals with arbitrarily-shaped tools is introduced. An implicit, incremental, updated Lagrangian formulation with a rigid-viscoplastic constitutive equation is employed. Contact and friction are considered through the mesh-normal, which compatibly describes arbitrary tool surfaces and FEM meshes without depending on the explicit spatial derivatives of tool surfaces. The consistent full set of governing relations, comprising equilibrium equation and mesh-normal geometric constraints, is appropriately linearized. The linear triangular elements are used for depicting the formed sheet, based on membrane approximation. Barlat's non-quadratic anisotropic yield criterion(strain-rate potential) is employed, whose in-plane anisotropic properties are taken into account with anisotropic coefficients and non-quadratic function parameter. The planar anisotropic finite element formulation is tested with the numerical simulations of the stamping of an automotive hood inner panel and the drawing of a hemispherical punch. The in-plane anisotropic effects on the formability of both mild steel and aluminum alloy sheet metals are examined.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권8호
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• pp.1844-1853
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• 1995

Theoretical and experimental drawing characteristics for the single circular and square drawbeads are discussed. During the blank holding process, the strain distributions of upper and lower skins of specimens, and the die reactional forces are analysed by F. E. M., and they are compared with the experimental results. The drawbead restraining forces and strain distributions for the drawn specimens by the various drawing length are also analysed and compared with the experimental results. It is concluded that the theoretical simulations and results could be very useful for the prediction of real cases.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1999년도 춘계학술대회논문집
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• pp.99-102
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• 1999

In this study, to investigate the effect of process variables such as reduction in area, semi-die angle and the rectangular ratio to the corner filling which influences the dimensional accuracy of the final product in the drawing of the cluadrangle rod from a round bar, it has been simulated by three dimensional rigid-plastic finite element method. In order to reduce the number of simulation artificial neural network has been introduced. Also, through the experimental investigation, the present results have been implemented on the industrial product. In results, the main process variable is the combination of the semi-die angle in case of the irregular shaped drawing process and reduction in area in the event of regular shaped drawing process, respectively.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1999년도 춘계학술대회논문집
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• pp.103-107
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• 1999

In this paper, a computer simulation technique for the forging process having a floating die is presented. The penalty rigid-plastic finite element method is employed together with an iteratively force-balancing method, in which the convergence is achieved when the floating die part is in force equilibrium within the user-specified tolerance. The force balance is controled by adjusting the velocity of the floating die in an automatic manner. An application example of a three-stage cold forging process is given.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.45-52
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• 2001

In order to increase the productivity of electrical parts, manufacturing processes using progressive dies have been widely used in the industry. Motor cores have been fabricated using progressive stacking die with the lamination procedure for better electro-magnetic property. For the proper design off process, a prediction of the process is required to obtain many design parameters. In this work, rigid-plastic finite element analysis is carried out in order to simulate the lamination process of the motor core. The effects of the embossing depth, the amount of deviation, and the number of stacked sheets are investigated and compared with experiments. The forming process can then be predicted successfully from the results of analyses, which enables an appropriate design to be made for the die and the process.

• 대한치과교정학회지
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• 제38권4호
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• pp.228-239
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• 2008

식립 후 힘의 부하가 조기에 이루어지는 마이크로임플란트의 경우 식립 시의 골응력 혹은 스트레인의 관리가 그 안정성에 있어 중요한 요인으로 작용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 3D 유한요소법을 사용하여 교정용 마이크로임플란트 식립 시 피질골에 발생하는 응력(스트레인)을 해석하였다. 0.9 mm 직경으로 미리 드릴링한 1mm 두께 피질골에 마이크로임플란트(AbsoAnchor SH1312-7, Dentos, Daegu, Korea)가 식립되는 전체 과정(10회전, 식립 깊이 5 mm)의 모사를 위해 총 1,800 step의 유한요소해석을 실시하였다. 식립 진행과 더불어 생기는 나사산 주위 피질골의 기하학적 형상변화를 유한요소해석에 반영하기 위하여 지속적인 remesh를 실행하였으며, 빠른 수렴을 위해 마이크로임플란트는 강체로, 피질골은 강소성체로 모델링하였다. 해석 결과, 마이크로임플란트 식립 시 피질골에 발생되는 스트레인은 임플란트 주위골 전체에서 정상적인 골개형을 위한 한계치로 보고되고 있는 $4,000\;{\mu}$-strain을 상회하였고, 나사산 첨부 인접골에서는 스트레인이 100% 이상에 달하였다. 계산된 피질골 식립토오크는 약 1.2 Ncm 정도로 가토 경골에 동일 모델의 마이크로임플란트을 식립하며 측정한 값에 약간 미달하였으나 근접한 수치를 보였다. 본 연구를 통해, 마이크로임플란트의 식립과정을 3D 유한요소법으로 재현할 수 있음을 확인하였고, 또한 마이크로임플란트 식립에 의해 피질골에 발생하는 스트레인 크기는 생리적인 골개형을 저해할 수 있는 수준임을 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권4호
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• pp.22-28
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• 2000

By using the finite element method, the Oyane's ductile fracture integral I was calculated from the histories of stress and strain according to every element and then the forming limit of hydroforming process could be evaluated. The fracture initiation site and the forming limit for two typical hydroforming processes, tee extrusion and bumper rail under different forming conditions are predicted in this study. For tee extrusion hydroforming process, the pressure level has significant influence on the forming limit. When the expansion area is backed by a supporter and bulged, the process would be more stable and the possibility of bursting failure is reduced. For bumper rail, the ductile fracture integral i is not only affected by the process parameters, but also by the shape of preforming blank. Due to no axial feeding on the end side of the blank, the possibility of cracking in hydroforming of the bumper rail is influenced by the friction condition more strongly than that of the tee extrusion. All the simulation results show reasonable plastic deformation, and the applications of the method could be extended to a wide range of hydroforming processes.