• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권8호
• /
• pp.889-897
• /
• 2011

본 연구에서는 핵연료 지지격자체의 재료인 Zircaloy-4 와 Zirlo 판재의 이론적 성형한계 예측모델을 제시했다. 먼저 인장시험 및 이방성시험으로 응력-변형률곡선과 이방성계수를 획득했으며, NUMISHEET 96을 따르는 돔장출시험으로 두 재료의 실험적 성형한계도들을 얻었다. 이론적 성형한계도는 성형한계모델과 항복조건의 영향을 받는다. Swift 확산네킹이론, Marciniak-Kuczynski 의 재료결함 모델, Storen-Rice 의 정점이론을 이용해 부변형률이 양인 구간에서의 성형한계 곡선을 구했으며, 부변형률이 음인 구간에는 Hill 의 국부네킹 이론을 적용했다. 또한 재료이방성을 고려하기 위해 Hill 48, Hosford 79 항복조건을 사용 했다. Swift 확산네킹모델 (Hill 48 항복조건 적용)과 Hill 모델은 각각 변형률비가 양과 음인 영역에 대해 Zircaloy-4의 성형한계도를 비교적 정확히 예측하며, Zirlo의 성형한계도는 Hosford 79 항복조건 (a = 8)을 적용한 Storen-Rice 모델로 나타낼 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권12호
• /
• pp.1619-1625
• /
• 2011

본 논문의 목적은 3 차원 사출성형 해석을 통하여 컴퓨터 마우스 제작용 이중사출성형 금형의 공정조건을 결정하는 것이다. 적합한 사출성형 공정조건을 선정하기 위하여 사출 시간, 최대 사출압력 및 보압 시간이 사출성형 특성과 제품 품질에 미치는 영향을 정량적으로 고찰하였다. 사출성형 해석 결과로부터 제품의 수축과 휨 변형을 최소화 할 수 있는 최적 사출성형 공정조건을 예측하였다. 최종적으로 사출성형 실험을 수행하여 이종재료로 구성된 컴퓨터 마우스 제품을 제작하였다. 이 결과로부터 선정한 사출성형 공정조건을 적용할 경우 적절한 이종 재료로 구성된 컴퓨터 마우스가 제작될 수 있음을 알 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2000

섬유강화 플라스틱 복합재료를 압축성형할 때 발생하는 문제점은 유동 속도차에 의한 섬유와 모재의 분리 및 섬유 배향이다. 섬유의 분리.배향에 의해 성형품은 불균질해지고 이방성이 되어 기계적 특성 등에 영향을 미치게 된다. 그러므로 분리.배향에 영향을 미치는 섬유구조 및 성형조건을 연구할 필요가 있다. 니들펀칭횟수를 증가시켜 섬유구조를 변화시키면 모재와 강화재간의 함침성은 양호해지고, 압축성형후 섬유의 배향은 잘 이루어진다. 즉, 제품의 성형성은 좋아진다. 그러나 파단, 두께감소 등 결함이 발생할 수 있으므로 실제공정에서 제품의 용도, 생산비 등을 고려하여 제품의 성형성을 명확히 함은 중요하다. 또한, 제품의 성형성을 판단할 수 있는 척도가 마련되어야한다. 본 연구에서는 성형품에 미치는 섬유구조(NP=0, 5, 10, 25, 50 punches/$cm^2$) 및 성형조건($r_p$ = 1, 25, 50 mm)의 영향에 대해 연구하고, 나아가 제품의 성형성에 대한 정의 및 척도를 마련하였다. 일차원 평판 성형품에 대해 섬유함유율을 통해 불균질도를 구하고, 화상처리를 통해 섬유배향을 구한 후 이들의 상관관계를 나타내는 상관계수를 얻었다. 또한 컵형 압축 성형시 복잡한 음력상태에 의해 플랜지부에서 발생하는 주름현상을 불균질도 및 면적비를 통해 나타내었다. 결과적으로 제품의 성형성을 상관계수 및 면적비를 통하여 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권10호
• /
• pp.1471-1478
• /
• 2010

미세성형 공정은 마이크로 크기의 부품 생산에 있어 다양한 재료의 활용, 높은 생산성, 적은 재료의 손실, 고품질 생산을 실현할 수 있는 방법으로 최근 산업계와 학계의 많은 주목을 받고 있다. 하지만 매크로 성형에서 마찰거동을 묘사하기 위한 기존의 모델들은 미세성형에서 많은 오차를 유발하는 것으로 알려져 있다. 따라서 미세성형 공정의 성공적인 개발과 실용화를 위해서는 마찰거동의 크기효과에 대한 심도 있는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 크기의 알루미늄 및 황동 재료를 대상으로 링 압축시험을 실시하여 소재의 크기에 대한 마찰거동의 크기효과를 고찰하였다. 유한요소해석을 이용하여 링 압축 시 접촉면의 마찰력이 링 시편의 변형특성에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 또한 미끄럼선장 모델링과 상계해석을 응용한 마찰모델을 활용하여 미세성형에서의 마찰거동 특성을 이론적으로 설명하였다.

• 기계와재료
• /
• 제23권3호
• /
• pp.16-29
• /
• 2011

결정 합금 대비 비정질 합금은 높은 경도를 갖기 때문에 마모 저항성도 좋고 내부 식성 등 환경에 대한 저항성도 월등하며, 또한 과냉된 액상 상태까지 재가열하게 되면 낮은 점성도를 갖게 되므로 복잡한 3차원적인 형상을 가지는 부품을 환경에 대한 저항성, 피로 저항성, 강도 및 경도 등을 모두 고려하여 높은 정밀도를 가지고 제조하는 것이 가능하므로 우수한 물성을 갖는 구조 및 기능성 재료로의 다양한 응용이 타진되고 있다. 이러한 비정질 합금의 변형 거동에 대한 연구는 대부분 유리 천이 온도 이하에서의 전단 및 파단에 이르는 이른바 불균일 변형(Inhomogeneous Deformation) 거동에 대한 이해를 위한 실험 및 해석적 연구에 집중되어 왔다. 반면 상업화의 기반이 되는 고상 기반 2차 정형 성형은 과냉 액상 영역에서의 구조 완화 및 결정화롤 대표되는 미세 구조 제어 균일 변형(Homogeneous Deformation)에 대한 이해 없이는 불가능하므로, 이러한 관점에서 비정질 합금 특유의 점성 유동 특성을 이용한 균일 변형 응용 예시 및 미세구조 변화 연계 해석 기술의 현황을 소개하고자 한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.24-24
• /
• 2003

최근 자동차 산업이 발달함에 따라 철강업계와 자동차 회사에서는 전에 많이 사용하던 내연 무도금강판 대신 부식에 저항력이 강한 도금강판을 사용한 이후로 냉연강판의 가공 시에 야기되지 않았던 많은 문제점들이 나타났다 자동차용 강판의 경우 판재의 체적에 비하여 금형과 판재의 접촉면적이 큰 프레스 공정에서는 판재의 표면에 작용하는 마찰력의 크기가 판재의 스탬핑 성형성에 큰 영향을 미친다. 이는 마찰특성이 비록 재료고유의 성형한계에서는 영향을 미치지 못하나 스탬핑 공정에 있어서 금형과의 접촉면에서 마찰력의 크기가 패널의 변형률분포를 변화시켜 스탬핑 성형성에 큰 영향을 주는 것이다. 따라서 본 연구는 자동차용 도금강판의 표면 거칠기에 따른 판재의 표면 마찰 특성 변화를 알아보았다. 소재의 기계적 특성 측정은 UTM을 사용하였고, 도금층은 XRD, SEM을 이용하여 상분석 하였으며, 표면 거칠기는 AFM(Atomic Force Microscope), SJ-400(Mitutoyo)을 사용하여 표면 거칠기를 측정하였다. 또 드로잉 하중을 비드부에서의 굽힘-굽힘 풀림 소성변형에 의한 변형력 성분과 마찰력 성분으로 분리하여 강판의 쿠롬 마찰계수를 DBS(Draw bead simulation)로 측정하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
• /
• pp.241-244
• /
• 2001

스냅핏은 일종의 결속장치로서 흔히 플라스틱 부품들을 서로 체결하는데 이용되는데, 다른 결속장치에 비해 간편하고 생산품의 조립단가를 줄일 수 있고, 또한 분리력은 큰 반면에 결합력은 작게 만들 수 있는 장점을 가지고 있어 널리 사용된다. 스냅핏의 설계는 재료에 따른 물성(property) 및 구조적 강성(stiffness)이 설계 초기단계에서 고려되어야 하고, 또한 사출성형공정에서 스냅핏의 성형성도 예측되어야 한다. 그러나 스냅핏의 형상, 치수, 위치 등을 적절히 설계합성(synthesis)하고 적절한 재료를 선택하는 작업은 공정에 관한 종합적인 지식을 지원해 주는 합리적인 설계도구가 제공되지 못했던 이유로 사출 전문가의 오랜 기간 축적된 경험과 지식에만 전적으로 의존하여 왔다. 본 연구에서는 기존의 전문가에 의존해온 스냅핏 설계방법을 개선하기 위해 사출성형에 의해 제한되어지는 지식을 규칙베이스화하고 재료의 물성과 스냅핏의 형상 및 치수에 파라 스냅핏이 갖는 결합력, 분리력, 변형하중 및 허용언더컷 등을 출력하는 지적 설계 프로그램을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권2호
• /
• pp.199-204
• /
• 2013

최근 차량 경량화를 통한 에너지 절감을 위해서 무거운 철강재료를 경금속이나 복합재료로 대체하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이중, 폴리머 기반의 복합재료는 사출성형을 통해서 복잡한 형상의 제작이 가능하고, 유리섬유나 탄소섬유를 함께 사용하여 철강재료 수준으로 기계적 물성을 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만 엔진의 고온과 우기에서의 높은 습도 환경은 폴리머의 기계적 물성을 낮추기 때문에 재료선택 과정에서 반드시 고려해야 한다. 본 연구에서는 사출성형을 통해 만들어진 유리섬유강화플라스틱을 엔진룸 내부 온도와 유사한 $85^{\circ}C$ 환경과 우기시의 최대 수분흡수 환경하에서의 기계적 물성변화를 인장시험을 통해 알아보았다. 그 결과, 고온환경에서 최대인장강도가 약 23% 감소를 보였고, 수분에 의해서는 약 30% 감소하였으며, 고온과 수분 모두에 대해서는 약 70% 감소를 확인하였으며 이는 재료 선정시 반드시 고려해야 할 영향으로 판단되었다.

• Composites Research
• /
• 제33권5호
• /
• pp.247-250
• /
• 2020

본 연구에서는 액상가압성형 공정을 이용하여 SiC 연속섬유가 강화된 마그네슘 복합재료의 제조 가능성을 검토하였다. 액상가압성형 공정을 이용하여 SiC 섬유가 균일 분산된 AZ91 복합재료를 제조하였으며 열처리를 통하여 석출상을 제어하였다. SiC 섬유와 기지합금의 계면에 연속적인 Mg₂Si상이 형성되면서 계면 결합력이 향상되었고, 제조된 복합재료의 상온 인장강도는 479 MPa로 우수한 기계적 특성을 나타내었다.

• Composites Research
• /
• 제24권5호
• /
• pp.23-28
• /
• 2011

본 논문에서는 필라멘트 와인딩 시 장력에 의해 복합재료에 발생한 압력 정보를 이용하여 동시경화법으로 제조된 T800 탄소섬유/에폭시 복합재료-알루미늄 단면겹치기 접착조인트의 접착강도를 부가압력의 크기에 따라 측정하였다. 실험시편은 오토클레이브 진공백 성형을 통해 성형압력 (절대압력 0.1MPa, 0.3MPa, 0.7MPa)을 조절하여 제작하였다. 접착강도를 측정하기 위하여 인장실험이 실시되었으며, 필라멘트 와인딩 공정에 의해 제조된 Type III 수소저장용가의 복합재료-알루미늄 라이너의 계면 접착강도를 측정하기 위해 단면겹치기 접착조인트의 접착부에 일정한 압력을 가해줄 수 있는 압력부가 장치를 설계하였다. 적층된 복합재료에 가해지는 부가압력이 접착강도에 미치는 영향을 확인하기 위해 서로 다른 세 종류의 부가압력 (절대압력 0.1MPa, 0.3MPa, 0.7MPa)을 시편에 부가하여 접착강도를 측정하고, 그 결과를 비교하였다.