• 대한기계학회논문집A
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• 제41권5호
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• pp.337-343
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• 2017

각종 기공과 같은 결함을 허용하는 다이캐스팅 부품의 강도를 현장 수준에서 평가할 수 있는 이론적 방법을 제안한다. 결함을 갖는 부재의 탄성시험을 통해 강성도를 구하고 이를 결함이 없는 이론적 강성도와 비교함으로써 등가 기공률을 산출한다. 등가 기공률 식은 Eshelby의 함유이론으로부터 유도하였다. 산출된 등가 기공률은 Mori-Tanaka 법을 이용하여 기공결함을 포함하는 재료의 응력-변형률 선도를 그리기 위하여 사용된다. 본 연구에서는 Hollomon 변형경화 모델을 사용하였다. 이 응력-변형률 선도를 이용하면 균일분포의 기공결함을 갖는 다이캐스팅 부재의 강도를 평가할 수 있게 된다. 등가 기공률을 고려한 하나의 이론해로서 직사각형 단면의 다이캐스팅 보에 대한 삼점 굽힘의 탄소성 강도를 소성힌지의 방법으로 유도하였다.

• 소성∙가공
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• 제13권7호
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• pp.570-579
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• 2004

정상상태 압연공정의 오일러리안 공정해석 모델에 관한 연구들을 종합 정리하였다 본 연구의 유한요소해석 모델은 집합조직의 발전에 따른 이방성과 미세기공의 성장에 따른 기계적 성질의 열성화를 평형방정식에 직접 결합하였다 따라서 집합조직의 발전 및 기공률의 변화를 예측하고 동시에 이방성과 기계적성질의 열성화를 해석에 반영할 수 있다. 더불어 오일러리안 해석에서 형상예측을 위하여 자유곡면 수정법과 유선추적법을 유한요소해석 모델에 결합하였다 본 연구의 공정해석 모델을 평판 압연, 클래드압연, 삼차원 사각단면봉의 압연 및 형상압연에 적용하여 집합 조기의 발전, R-값, 항복곡면, 결함성장 등의 기계적성질의 변화 예측과 클래드 압연시에 이중재 접촉면 형상, 배불림, 형상압연 시의 단면변화 등의 형상변화 예측을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1041-1050
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• 2011

미크론 단위의 크기를 갖는 구조물의 소성변형에서 나타나는 길이 효과를 고려하여 유한요소 해석을 하기 위하여 변형률 구배 소성이론을 이용하는 탄소성 유한요소 모델링 및 해석법을 제안하였다. 기존의 연구에서 주로 고차, 고자유도 및 혼합요소, 초 요소 등을 필요로 하였던 것에 비하여 본 논문에서는 이들을 배제하는 변위법 저차 평면 요소 및 삼차원 요소를 도입하였다. 이는 비선형 증분 해석의 프레임워크에서 계산된 소성 변형률의 절점 평균값으로 보간하여 적분점에서의 변형률 구배를 구하고 테일러 전위 모델에 의한 변형률 경화 구성방정식을 적용하므로서 가능하였다. 제안된 방법론은 선형 삼각 및 사각요소, 선형 사면체, 육면체 요소에 대해 적용되었으며 마이크로 굽힘, 마이크로 비틀림, 마이크로 기공과 같은 대표적인 길이 스케일 문제를 통하여 수치적으로 검증하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 계산이 매우 쉬우면서도 실험값들과 비교해 볼 때, 변형률 구배 소성이론 즉, 길이 효과를 잘 나타내어 주었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권2호
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• pp.157-167
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• 2008

Six smooth flat tensile specimens and eighteen punch specimens with three different thicknesses were machined from steel of JIS G3131 SPHC. In addition to punch tests, incremental tensile tests were conducted to obtain average true flow stress - logarithmic true strain curves. Through parametric FE simulations for the tensile specimens, material parameters related to GTN model were identified. Using indenters with three kinds of radius, punch tests were carried out to obtain fracture characteristics of punch specimens. Numerical analyses using both fracture models, GTN and $J_2$ plasticity model, gave that the former estimated well the fracture of punch specimen but the latter did not. A new concept for critical size of plate elements was introduced based on minimum relative sharpness between contact structures. Consequently, a new criterion for critical element size was proposed to be less than 20% of minimum relative radius of interacting structures.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권6호
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• pp.611-621
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• 2009

This paper first reviews the physical meanings and the expressions of two representative strain rate models: CSM (Cowper-Symonds Model) and JCM (Johnson-Cook Model). Since it is known that the CSM and the JCM are suitable for low-intermediate and intermediate-high rate ranges, many studies regarding marine accidents such as ship collision/grounding and explosion in FPSO have employed the CSM. A formula to predict the material constant of the CSM is introduced from literature survey. Numerical simulations with two different material constitutive equations, classical metal plasticity model based on von Mises yield function and micromechanical porous plasticity model based on Gurson yield function, have been carried out for the stiffened plates under impact loading. Simulation results coincide with experimental results better when using the porous plasticity model.

• 한국안전학회지
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• 제11권4호
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• pp.143-150
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• 1996

본 연구는 선형, 비선형 hygrothermal 응력 문제를 위한 explicit-Implicit 유한요소 해석 모델 개발에 관한 것이다. 부가적으로 moilsture 확산 방정식, J-적분 평가를 위한 균열 요소 및 가상 균열 진전법이 도입된다. 시간 변화에 따른 균열 추진력을 계산하기 위하여 선형 탄성 파괴 역학(LEFM)이론이 고려되며 재료의 기공은 실온에서 액체 상태의 습기로 포화되어 있으며 온도가 상승함에 따라 증기화된다는 가정하에서 균열 추진력과 증기 효과의 관계가 연구된다. 이상 기체방정식은 각 시간 단계에서 증기에 의한 열역학적 압력을 계산하기 위하여 이용된다. 다공질 재료의 시간 종속 응답을 지배하는 방정식들은 혼합이론에 기초하며 다공질 재료의 유체 흐름을 위한 Darcy의 법칙과 Von-Mises 항복 기준을 포함하고 있는 Perzyna의 점소성 모델이 첨가된다. 또한 Green-Naghdi 응력률이 중첩된 강체 운동하에서 응력 텐서 invariant로 사용되며, 모델링을 위하여 사각요소가 이용되고 비선형 지배 방정식을 풀기 위하여 full Newton-Raphson법에 의한 반복법이 사용된다. 본 연구를 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1) 본 유한요소 프로그램은 복합재의 hygrothermal 파괴 해석에 매우 유용하게 적용될 수 있다. 2) 습기의 온도에 의한 영향을 가지는 재료의 J-적분을 정확히 예측하기 위하여는 증기 효과를 고려하여야 한다. 왜냐하면 초기단계에 균열 전파력이 가속되기 때문이다. 3) 본 해석을 위해 Uncoupled scheme에 의한 결과도 Coupled scheme에 결과에 비해 아주 타당하므로 CPU 측면에서 매우 경제적인 Uncoupled scheme이 추천된다.