• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.337-344
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• 1989

본 연구에서는 플래쉬(flash)를 가진 축대칭 리브-웨브형(rib-web type) 제품의 형단조가공을 해석하기 위한 UBET 프로그램을 개발하고 변형중의 경계 조건처리를 다르게 한 세 가지 유동모델에 대하여 소재의 유동상태와 단조하중을 계산하여 효과적인 유동모델을 제시하였다. 또한 체적은 같으나 반지름과 높이의 비가 다른 몇 가지 초기소재 형상에 대하여 변형에 따른 소재의 다이충만도 및 하중을 비교하여 적절한 초기소재의 형상을 찾고자 하였다. 본 연구에서 제시한 유동모델의 효율성을 검증하기 위하여 플라스씬(plasticine) 소재를 사용한 실험과 그 결과를 비교, 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.1990-1995
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• 2012

본 연구에서는 다구찌 방법을 이용하고 유한요소해석을 통해 알루미늄 피스톤 제조에 큰 영향을 미치는 설계변수의 적합한 조건을 도출하였다. 단조 최대 성형하중을 목적함수로 하고 설계변수로서 예비성형체, 소재온도 및 빼기구배를 선정하였으며 마찰을 잡음인자로 하는 직교배열표를 작성하고 시뮬레이션별 유한요소해석을 통해 하중을 평가하였다. 이를 통해 설계 변수들이 미치는 영향을 분석한 결과를 바탕으로 설계변수의 최적조합조건은 제안하였다. 이러한 방법은 여러 가지 금속성형공정에서 최종 단조품 전단계에서 여러 예비성형체에서 적합한 예비성형체를 결정할 때 도움을 줄 수 있으며 특히, 최적의 설계조합을 결정할 때 쉽게 적용할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권8호
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• pp.2042-2049
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• 2000

This paper is concerned with the comparison of forging characteristics between forward and backward processes, through the three-dimensional finite element simulation, for the aluminum powder forging of engine pistons. Starting from the theoretical formulation of velocity and temperature fields in the sintered preform during the process, we examine the comparative distributions of relative density, effective stress and temperature as well as the variations of total forging load and total volume reduction. Through the comparative results, we find out that the forward method provides better forging characteristics than the backward method.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.135-138
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• 2009

자동차 디젤 분사장치의 하우징인 튜브 인젝터는 부품의 특성상 내식성, 내산화성, 강도 등을 필요로 하는 STS소재를 주로 사용하는데, 기존의 제조방법은 절삭가공이 주류를 이루었다. 그러나 생산성증대 필요성과 소재 이용률향상 및 제품의 고급화를 위하여 정밀냉간단조를 이용한 소성가공 방법이 최근에 시도되고 있다. 본 논문은 최적 정밀냉간단조 성형을 위해 유한요소법을 이용함으로써 정밀냉간 단조 공정 및 금형설계의 기초자료를 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.8-8
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• 1998

Alloy 718은 Fe을 다량 함유하고 있어 가격이 저렴하고 엔진 작동조건에서 내열강도, 내환경성 등이 우수하여, 터빈디스크, 터빈샤프트, 터빈실, 압축기 블레이드 등에 다양하게 이용되고 있다. 이 합금은 고온에서 반복응력을 받는 부위에 대부분 사용되기 때문에 고온인장, 저주기 피로측정 등의 기계적 성질이 동시에 요구되며, 이들 특성은 단조공정변수 및 후열처리 등에 의해 크게 바뀌게 된다. 본 연구에서는 Alloy 718을 이용하여 가스터빈 디스크 제조할 경우 공정변수로서 단조온도, 변형속도 등에 의한 조직이 변화와 이에 따른 기계적 특성의 변화를 다루었다. 특히 이 합금에서 결정립크기는 고온 기계적 성질을 결정하는 중요한 변수로 작용하는데, 2단계 단조공정시 재결정에 의한 조직의 변화를 전산모사 방법에 의해 해석하고 그 결과를 조직 관찰을 통해 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.256-262
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• 2016

본 연구에서는 자동차 자동변속기의 핵심 부품인 아웃풋 허브 및 리액션 허브의 치형 미성형 구간의 최소화를 위한 배압 냉간 단조 성형 공법에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 변위제어해석으로 펀치 하중 및 슬리브 배압력을 도출하였고, 도출된 하중 및 배압력을 이용한 하중제어해석을 수행하여 상호 검증을 하였다. 변위제어해석과 하중제어해석이 유사한 경향을 보였으며, 아웃풋 허브와 리액션 허브의 미성형 구간을 기준 이하로 만족시키기 위한 펀치 하중과 슬리브 배압력을 구하였다. 리액션 허브의 펀치 하중이 아웃풋 허브 보다 큰 이유는 상부 치형 가공 시 리액션 허브의 단면감소율이 아웃풋 허브 보다 크기 때문인 것으로 판단되며, 슬리브 배압력이 아웃풋허브와 리액션 허브에서 차이가 나는 것 또한 슬리브 단면적의 차이에 기인한 것으로 판단된다. 본 연구에서 제시한 배압 냉간 단조 성형 해석 과정과 결과를 적용한 실제 치형 가공의 미성형 구간 결과와 비교하여 검증 평가하였으며, 치형 제품의 품질 개선 및 생산성 향상을 위해 요구되는 성형가공 조건을 도출하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권1호
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• pp.1-10
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• 2011

본 논문은 등가정하중을 이용하여 단조공정의 예비성형체 및 빌렛의 형상설계를 위한 최적화 방법을 제안한다. 단조공정에서 예비성형체의 형상은 최종 성형품의 품질을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구는 빌렛 및 예비성형체의 형상을 설계하기 위하여 등가정하중법을 사용하였다. 등가정하중법은 비선형 동적하중을 등가정하중으로 변환하고 여기서 구한 등가정하중을 이용하여 선형 응답 최적화를 수행하는 방법이다. 설계변수의 갱신은 선형 응답 최적화와 비선형 해석을 통하여 이루어진다. 본 논문에 포함된 예제는 원하는 단조품의 생산을 위한 최적의 예비성형체와 빌렛의 형상을 도출하여 제안한 방법의 유용성을 검증한다. 비선형 해석과 선형 응답 최적화는 각각 LS-DYNA와 NASTRAN을 사용하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.1652-1657
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• 2015

최근 차량 성능이 개선됨에 따라 차량의 부품 수 및 중량이 증가하는 추세이다. 아우터 타이로드는 다른 차량 부품에 비해서 중량이 작지만, 자동차의 연비 향상을 위해서는 아우터 타이로드의 중량을 감소시킬 필요가 있다. 따라서 이전 연구에서는 아우터 타이로드를 설험계획법과 메타모델을 사용하여 좌굴성능을 만족시키는 아우터 타이로드의 모델을 제시하였다. 아우터 타이로드는 단조 공정을 통해서 제작되어지는데, 본 연구에서는 실제 성형가공 공정을 토대로 아우터 타이로드의 단조해석을 통해서 금형 이동속도에 변화에 따른 성형하중의 크기를 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.223-229
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• 2016

본 연구에서는 엔진의 밸브트레인에 적용되는 롤러 태핏 하우징의 냉간단조 공정을 개발하였다. 시제품을 제작하였으며, 태핏 하우징의 내구성 평가를 통하여 작동성을 확인하였다. 소재 시편의 압축시험을 통하여 태핏에 사용되는 소재의 물성을 확보하고 상용 소프트웨어인 Deform-3D을 이용하여 단조해석을 수행하였다. 해석결과를 바탕으로 냉간단조 공정을 설계하였으며, 실제 금형을 제작하고 시제품을 제작하였다. 제작한 시제품의 평가를 위하여 치수정밀도, 표면조도, 평행도, 동심도를 확인하였으며, 목표한 항목에 모두 부합하는 결과를 확인하였다. 또한 제품의 작동성 및 내구성 평가를 수행하기 위하여, 엔진 밸브트레인의 구동을 모사하는 별도의 시험장치 개발을 완료하였다. 디젤엔진의 아이들 상태를 가정하여 작동성을 평가하고, 엔진의 최고 회전수를 가정하여 내구성 시험을 진행하였다. 시험결과 태핏하우징의 마모는 시험 전, 후 외경 치수 0.002 mm 감소로, 미소한 마모를 보였다. 본 연구를 통하여 정밀 냉간단조 기술을 이용한 제품개발 프로세스를 정립하였다. 또한 본 연구에서 개발한 작동성 평가 시험기를 통해 밸브트레인용 부품의 작동성 및 내구성 평가 시험이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.1-12
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• 2000

유도탄의 성능 향상을 위해 추진기관의 경량화가 요구되고 있으며 연소관 모타 마개의 경우, Ti 합금 (Ti-6Al-4V)이 사용되고 있다. 제작 과정 중에 열간 형단조 공정이 이용되나 이 과정에서 Ti alloy의 좁은 성형 온도 구간 관계로 단조시 국부적 소성 변형 집중에 의한 결함이 단조품의 다수 생성되며, 심한 경우 전단 파단까지 이르고 있다. 성형 과정에서 금형과의 접촉에 의한 Ti 합금 온도 하강이 전단 파단 발생과 밀접한 관계를 갖고 있으며 따라서 각 단조 조건에 따른 Ti 합금의 내부 및 표면에 대한 변형 및 온도의 분포가 관찰되었다. 아울러 전단 밴드 형성에 대한 별도의 분석도 포함되었다.