• 제목/요약/키워드: 소성유동영역

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도자기 1차 소성로의 3차원 유동장 수치해석에 관한 연구 (A Numerical Study of the 3-D Flow in the Primary Calcinator of Porcelain)

  • 김성수;홍성선;박지영;오창섭
    • 에너지공학
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    • 제5권1호
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    • pp.50-55
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    • 1996
  • 상용 code인 Fluent를 이용하여 도자기의 1차 소성로에 대해 온도장과 속도장을 계산하고 열효율을 산출하였다. 수치해석의 변수로는 배출구 및 도자기의 위치를 변화시켰으며, 수치해석 방법은 검사체적에 기초한 유한차분방법 및 Upwind scheme과 SIMPLEC Algorithm을 사용하였고 난류모델로는 표준 k-$\varepsilon$ 모델을 사용하였다. 계산결과 출구 위치가 전체 소성로내 벡터유동의 양상을 크게 좌우하는 것으로 나타났으며, 전체 온도장에 대해서는 복사의 영향으로 큰 차이를 보이지 않았으나 예열대 상부에 출구가 있는 경우와 비교할 때 예열대 또는 냉각대의 측면에 출구가 있는 경우에 그 영역의 온도가 다소 높게 나타났다. 소성품의 위치는 로내 유동장 및 온도 분포에 크게 영향을 끼치지는 않으나 소성품 내 온도는 그 위치하는 영역의 온도 분포에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 예열대 상부에 출구가 있는 경우 열효율은 17%로 매우 저조하였고 출구에서의 가스온도는 약 1000 K로 매우 높았다.

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컵-컵형 축대칭 복합압출에 관한 실험적연구 (An Experimental Study for the CUP-CUP Axisymmetric Combined Extrusion)

  • 김영득;한철호
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1994년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.175-182
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    • 1994
  • Effect of some process variables including area reduction, stroke advance, materials on the extrusion load, plastic flow and height ratio of upper to lower extruded parts in the cup-cup axisymmetric extrusion were experimentally investigated and analyzed. Deformed pattern is visualized by grid-marking technique using half-cut billets splitted. The influence of using split specimen and original specimen on the extrusion load and height ratio is examined by experiment.

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두께가 급격히 변하는 영역에서 고분자 유동에 의한 복굴절 (Flow-Induced Birefringence of Polymers in the Region of Abrupt Thickness Transition)

  • 이호상
    • 소성∙가공
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    • 제18권1호
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    • pp.20-25
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    • 2009
  • A finite element analysis was carried out for a 4:1 planar contraction die for polymer melts using the viscoelastic constitutive equation of Leonov. Viscoelastic fluids showed significant differences in pressure drop and birefringence in contraction and expansion flows. The pressure drop was higher and the birefringence smaller in expansion than in contraction flow. The difference increased with increasing flow rate. The nonlinear Leonov model was shown to describe the viscoelastic effects observed in experiments.

스텐리스강(STS304)과 알루미늄합금(Al6351) 마찰용 접부의기계적 특성에 관한 연구 (A Study on the mechanical properties of STS304-Al6351 friction welding zone)

  • 김의환
    • 한국생산제조학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.131-136
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    • 2000
  • This study deals with the mechanical properties of STS304-Al351 friction welding zone. Main results are as follows ; under the condition of upset pressure 75MPa, the tensile strength of STS304-al6351 friction weld interface was higher than that of Al6351 base metal, and the highest tensile strength(290MPa) was obtained at upset pressure 125MPa. The hardness profile across the weld interface shows that the hardness of both STS304 and Al6351 is higher around the weld interface, and sharply increased hardness on the STS304 side is related with the plastic deformation of micro volume. As the result of analyzing the tensile fracture, it showed perfect soft fracture.

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Zr계 벌크 비정질 합금의 과냉 액상 영역에서의 점성 유동 현상 연구 (A Study on Viscous Flow of the Zr-based Bulk Metallic Glass in an Undercooled Liquid State)

  • 이광석;하태권;장영원
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.265-268
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    • 2004
  • In this present study, mechanical properties of the Zr-Ti-Cu-Ni-Be bulk metallic glass are characterized by compression test over a wide range of temperatures and strain rates. Three different types of deformation behavior have been identified as a result, viz., Newtonian viscous flow, non-Newtonian flow and brittle fracture without plastic deformation. A transition state theory is applicable fur the flow stress - strain rate curve that contains the transition from Newtonian to non-Newtonian flow. Based on the relationship between viscosity and strain rate within undercooled liquid state, we can easily obtain the experimental deformation map and suggest the boundaries among different deformation behavior of this alloy.

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정사각형재의 평금형 압출시 공정조건의 변화에 따른 하중과 유동양상에 대한 실험 적 연구

  • 김동권;김영득;배원병;김영호
    • 소성∙가공
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    • 제5권2호
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    • pp.97-104
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    • 1996
  • It is very important to obtain the knowledge of loads and flow patterns in most processes because these information are the fundamental data of die design and process design. The objective of present study is to investigate loads and metal flow patterns for various process conditions in flat die extrusion of square-bars from circular billets. For analyzing the metal flow patterns of the billets photo etching is used on sections of split specimen. From this method metal flow patterns are analyzed for various area reductions friction factors and punch stroke through the process from initial-stage to final-stage. Experiments are carried out with hard solder billets at room temperature.

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금속소재의 고변형률 영역 유동응력선도 평가 (Evaluation of Flow Stress of Metal up to High Strain)

  • 이상곤;이인규;이성윤;이성민;정명식
    • 소성∙가공
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    • 제29권6호
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    • pp.316-322
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    • 2020
  • The flow stress curve is usually determined via uniaxial tensile or simple compression test. However, the flow stress curve up to high strain cannot be obtained using these two tests. This study presents a simple method for obtaining the flow stress curve up to high strain via FE analysis, a simple compression test, and an indentation test. In order to draw the flow stress curve up to high strain, the indentation test was carried out with the pre-stained specimen using the simple compression test. The flow stress curve of Al6110 was evaluated up to high strain using the proposed method, and the result was compared with the flow stress curve of the uniaxial tensile test of the initial material.

미세성형 공정에서 다결정 금속재료의 크기효과에 관한 연구 (Investigation on the Size Effects of Polycrystalline Metallic Materials in Microscale Deformation Processes)

  • 김홍석;이용성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1463-1470
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    • 2010
  • 미세성형 기술은 다양한 소재의 활용, 높은 생산성과 적은 재료의 손실, 고품질 생산과 같은 기존 소성가공의 장점을 실현할 수 있기 때문에 마이크로 크기의 부품생산에 매우 유망한 기술로 간주되고 있다. 하지만 기존의 매크로 영역에서 축적된 많은 기술과 노하우들은 소재의 크기가 마이크로 단위에 줄어듦에 따라 나타나는 소위 "크기효과"로 인해 미세성형 공정에 그대로 적용될 수는 없다. 따라서, 본 연구에서는 마이크로 영역에서 나타나는 재료거동의 크기효과를 이론적, 실험적 연구를 통하여 고찰하였다. 다양한 두께의 구리시편에 열처리를 실시하여 결정립의 크기를 다양화 하였고, 인장시험을 통하여 시편의 두께와 결정립의 크기가 유동응력에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 이러한 크기효과의 정량적인 분석을 위하여 마이크로 및 매크로 영역에서 적용 가능한 소재의 유동응력 모델을 이론적으로 도출하였다.

수직형 유동층로에서 제조된 인공경량 세골재의 특성 (Characteristics of artificial lightweight fine aggregates manufactured by using a vertical fluidizing furnace)

  • 강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.54-59
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    • 2009
  • 기존의 로타리 킬른으로는 융착 현상 때문에 3 mm 이하 크기의 세골재를 제조하기 어려웠다. 이를 해결할 수 있는 수직형 유동층로를 설계, 제작하고 이로부터 점토 : 석분슬러지 :폐백토 =60 : 30 : 10(wt%)조성의 성형체를 소성하여 비중 $1.1{\sim}1.7$, 흡수율 $11{\sim}19%$의 다양한 특성을 갖는 경량 세골재를 제조하였다. 골재를 발포시키기 위한 최소 소성온도는 $1130^{\circ}C$이었다. $1140^{\circ}C$ 이상으로 소성된 시편은 전형적인 발포 경량골재 특성을 보였으며, 표면에 균열이 크게 벌어져서 내부 층이 드러나 보였다. 그러나 표면에 발생된 균열은 black core 내부로 진행되지 않았기 때문에 흡수율에 영향을 주지 않았다. 소성온도가 증가하면 골재의 shell 두께는 감소하고 black core 영역은 넓어졌으나 유지시간은 미세구조에 따른 영향을 주지 않았다. 소성온도가 증가되면 표면에 액상 발생량이 증가하여 골재의 흡수율은 감소하였다. 또한 소성시간도 골재 흡수율에 큰 영향을 주었는데, 이는 액상을 형성하고 또 생성된 액상이 표면의 개기공을 막아 폐기공으로 변화시키는데 시간이 필요하기 때문인 것으로 생각된다.

반고형 식품류의 정상유동특성 및 동적 점탄성 (Steady Shear Flow and Dynamic Viscoelastic Properties of Semi-Solid Food Materials)

  • 송기원;장갑식
    • 유변학
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    • 제11권2호
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    • pp.143-152
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    • 1999
  • 본 연구에서는 Rheometrics Fluids Spectrometer(RFS II)를 사용하여 세 종류의 상용 반고형 식품(마요네즈, 토마토 케찹, 와사비)의 정상유동특성 및 소진폭 전단변형하에서의 동적 점탄성을 광범위한 전단속도와 각주파수 영역에서 측정하였다. 이들 측정결과로부터 정상유동특성의 전단속도 의존성 및 동적 점탄성의 각주파수 의존성을 보고하였다. 그리고 항복응력의 항을 갖는 몇 가지 점소성 유동모델을 사용하여 정상유동특성을 정량적으로 평가하고 이들 모델의 적용성을 비교.검증하였다. 나아가서 수정된 형태의 지수법칙 관계식을 도입하여 정상유동특성(비선형 거동)과 동적 점탄성(선형 거동)간의 상관관계에 대해 검토하였다. 이상의 연구를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 반고형 식품류는 상당한 크기의 항복응력을 갖는 점소성 물질로서 전단속도가 증가할수록 정상류점도가 급격히 감소하는 shear-thinning 거동을 나타낸다. (2) Herschel-Bulkley 모델, Mizrahi-Berk 모델 및 Heinz-Casson 모델은 반고형 식품류의 정상유동거동을 잘 기술할 수 있다. 이들 중에서도 Heinz-Casson 모델이 가장 우수한 적용성을 갖는다 (3) 반고형 식품류는 임계 전단속도를 경계로 shear-thinning 특성이 변화한다. 즉 낮은 전단속도에 비해 높은 전단속도 영역에서 분산입자 응집체의 구조파괴가 더욱 활발하게 진행되어 보다 현저한 shear-thinning 특성을 나타낸다. (4) 저장 탄성률 및 손실탄성률은 양자 모두 각주파수가 증가할수록 점차로 증가하나 각주파수 의존성은 그다지 크지 않다. 또한 광범위한 각주파수 영역에서 탄성적 성질이 점성적 성질에 비해 보다 우세하게 나타난다. (5) 정상류점도, 동적점도 및 복소점도는 모두 power-law 모델의 거동을 잘 만족한다. 또한 정상유동특성과 동적 점탄성간의 상관관계는 수정된 형태의 지수법칙 관계식에 의해 잘 기술될 수 있다.

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