• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
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• pp.10-10
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• 1999

금속성형공정은 칩의 발생 없이 금속의 모양을 큰 소성변형으로 유용한 임의의 형태로 변화시키는 금속가공의 한 분야로써 제품을 생산함에 있어서 생산에 소요되는 시간을 최소로 줄이면서 기계적 성질이 우수한 제품을 생산하는 방법이다. 소성가공 공정에서 성형하중은 금형의 파손 및 마모에 영향을 미치고, 금형이 과도한 탄성변형으로 인한 제품의 치수 정밀도 저하시키기 때문에 성형하중 저감 설계는 소성가공 공정 설계에서 중요한 인자로 작용하고 있다. 원통형 제품을 성형하는데 주로 이용되고 있는 압출공정은 펀치 진행 방향과 동일한 방향으로 제품이 성형되는 전방압출 공정과 펀지 진행 방향과 반대로 제품의 성형되는 후방압출 공정으로 구분된다. 후방압출공정은 튜브 형성의 제품, 포장용 캔 및 변속장치 부품등을 생산하는데 주로 사용되는 공정으로서, 우수한 표면상태, 치수정밀도 및 향상된 기계적 성질을 얻을 수 있으며 높은 생산성과 낮은 제조원가를 얻을 수 있는 장점이 있다.

• 소성∙가공
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• 제1권2호
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• pp.52-62
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• 1992

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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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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.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1563-1571
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• 1991

본 연구에서는 가상일 원리로 부터 유한 요소 수식화를 updated-Lagrangian 형태로 유도하였으며, 유도된 수식화를 연속체 유한 요소로 유한 근사화 하였다. 이 때 초소성 재료의 거동은 비압축성, 비선형 점성 유ㄷ옹으로 묘사하였다. 유한 요소 프로그램은 성형 기구 해석과 하중 압력을 제어하는 기법으로 구성되어 있으며 하중 압력의 제어는 성형 시간이 최소가 되게 하기 위하여 변형률 속도 민감 계수가 최대가 되고, 국부 변형에 의한 두께 감소를 방지하며 변형률 속도는 일정하게 유지되면서 성 형이 될 수 있도록 하였다. 즉 하중 압력 제어는 상당 변형률 속도가 최대가 되게하 여 성형 시간을 최소화하게 구성하였다.개발된 유한 요소 프로그램은 정수압 벌징 가공에 적용하였으며 최적 압력 시간 선도, 성형 형상, 두께 및 두께 변형률 분포, 상 당 변형률 분포 등을 구하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권6호
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• pp.251-261
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• 2022

본 연구에서는 냉간단조공정에서 성형하중과 금형내 응력집중 감소를 위해 자동차 엔진 밸브 스프링 리테이너 제품의 형상최적화를 위한 금형형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 각 성형공정별 냉간단조 금형에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 절단공정을 포함해 총 6공정으로 구성되어 있는 냉간단조공정 별 단조 프리폼의 성형 시에 발생하는 성형하중과 성형유동 특성을 분석하였으며, 이를 통해 금형 내 응력집중이 발생하는 주요 설계인자를 확인하였다. 상형금형과 하형금형부의 챔퍼(chamfer) 및 에지필렛(edge fillet) 형상을 대상으로 4인자 3수준 설계인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 엔진밸브 스프링 리테이너의 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 프리폼 성형공정별로 최대 36 %, 전체 공정 평균 20 %의 성형하중 감소 효과를 얻을 수 있었다. 엔진의 고효율, 고출력, 고성능화 목표가 지속적으로 높아짐에 따라 고강도 소재의 활용이 많아지게 되어 이에 대응할 수 있는 성형공정 및 금형설계의 최적화가 필요하며, 향후 연구 결과를 활용하여 현업에 적용하여 제품단조성형성 개선 및 금형수명관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2004년도 제9회 단조 심포지엄
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• pp.43-50
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• 2004

• 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.729-734
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• 2015

본 연구는 내경부에 깊은 구멍이 있는 컵형상의 대형단조품을 형단조와 자유단조 공법을 복합하여 성형하기 위한 단조공법 개발에 관한 것이다. 제안된 단조공법은 형단조를 이용하여 예비성형체를 성형하고 코깅 공법을 이용하여 후방압출 형상을 성형하는 방법이다. 유한요소해석에서 제안된 공법이 후방압출공법에 비하여 낮은 성형하중으로 더 높은 유효변형율을 나타내었다. 제안된 공법으로 시제품을 제작하여 내부품질이 양호한 제품을 적은 용량을 프레스로 성형할 수 있음을 확인하여 제안 공법의 타당성을 검증하였다.

• 유변학
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• 제1권1호
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• pp.36-45
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• 1989

아이어닝 공정은 제품의 치수정밀도가 정확하게 조절괴는 정밀 금속 성형공정이다. 아이어닝 공정은 대개 냉간상태에서 행하여지며 그리고 때로는 단공정 대신에 다단식이 적 용된다. 본연구의 목적은 강소성 유한 요소법으로 단공정과 다단식 아이어닝 공정을 해석하 여 아이어닝 공정에 대한 적절한 설계변수와 최적 설계조건을 찾는데 있다. 본 연구에서는 공정설계게 있어서 공정변수를 다이의 원추각과 단의 개수로 주었다. 본 해석에서는 단공정 아이어닝과 다단식 아이어닝 공정의 성형하중, 응력과 변형도 분포 그리고 격자 변형을 계 산하였다 그리고 이 값들에 대한 공정 변수의 영향을 검토한 결과 성형하중과 격자 변형에 있어서 계산 결과와 잘 일치하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.51-60
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• 2004

본 논문에서는 냉간성형 ㄷ 형강보에 대해 국부좌굴을 고려한 휨해석을 하였다. 유한요소법을 이용하여 주어진 하중 상태에서의 응력을 구한후 국부좌굴 효과를 고려하기 위해규준에서 주어진 유효폭 개념을 이용하여 유효 단면적을 결정하였으며, 결정된 유효 단면적으로부터 응력을 계산 하였다. x축에 대한 휨응력 뿐 아니라 y축에 대한 휨응력과 뒤틀림 응력값을 고려하였으며, 이를 하중이 전단중심에 작용하는 경우와 도심에 작용하는 두가지의 경우에 대하여 연구를 수행하였다. 연구 결과는 하중-처짐 곡선으로 나타내었다.