• Composites Research
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• v.20 no.2
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• pp.10-16
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• 2007

The 2-step manufacturing method consisting of preforming and stamping processes was developed to manufacture composite bipolar plates for PEMFCS. The preform was composed of expanded graphite, graphite flake and phenol resin. Procuring conditions were optimized by checking the electrical conductivity, flexural strength and microstructure. Procuring temperature $(100^{\circ}C)$ slightly above the melting point of phenol powders $(90^{\circ}C)$ induced moderate curing, but also prevented excessive curing. Preforms utilizing the tangled structure of expanded graphite were easily fabricated at low pressure of 0.07-0.28MPa. The proper procuring time, 5min, was determined to fabricate the preform stably because insufficient and excessive procuring deteriorated the flexural strength of composite bipolar plates.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2008.05a
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• pp.503-506
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• 2008

본 연구에서는 하이드로포밍 공정을 적용한 엔진크레들 제품에 대해 최종 제품의 강도를 평가하고자 하였다. 먼저 적용 판재인 370과 440 소재에 대해 인장시험을 수행하여 소재의 경도와 강도의 상관관계를 분석하여 경도와 강도의 변환식을 도출하였다. 그런 다음 예비굽힘, 예비성형, 최종성형된 제품의 각 공정에 따른 유효변형률을 측정하고 같은 위치에서의 경도를 측정하였다. 측정된 경도는 앞서 도출한 경도와 강도의 변환식에 대입하여 각 공정을 마친 제품의 강도를 예측하고 결국 하이드로포밍된 엔진 크레들 제품의 유효변형률에 따른 강도를 예측식을 실험으로 도출하였다. 그 결과 예비굽힘, 예비성형, 최종성형을 마친 엔진 크레들 제품에 대해 유효변형률이 $24{\sim}72%$로 변하였고 이때 HF370의 경우에는 유동응력값이 $375{\sim}500MPa$로 증가하여 원소재에 비해 성형 후 $25{\sim}66%$의 강도증가량을 보였고, HF440의 경우에는 $470{\sim}565MPa$로 증가하여, 원소재에 비해 $17{\sim}41%$로 강도가 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 이와 같은 변화값을 이용하여 유효변형률과 강도의 상관관계를 도출하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.84-84
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• 2004

다단 냉간단조 공정에서는 결함이 없는 재료의 유동, 금형내부의 완전한 충만과 금형의 수명향상 등을 위하여 예비성형체의 설계가 중요시되고 있다. 특히 최근 제품의 정밀도에 관심이 집중되어 냉간 상태에서 완제품으로 성형하여 후속 기계가공을 없앰으로써 재료의 절약, 에너지 절감, 가공공정수 단축 등 냉간단조를 고부가가치 가공의 유력한 수단으로 응용하려는 추세이다. 이러한 경우 예비성형체의 형상은 제품의 정밀도와 금형의 수명에 지대한 영향을 미친다.(중략)

• Journal of the KSME
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• v.32 no.6
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• pp.524-535
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• 1992

형단조 제품의 예비성형체의 결정이 중요하며, 그 형상은 최종 제품의 설계 조건에 따라서 수 치적으로 결정될 수 있음을 알았다. 축대칭이나 평면 변형과 같은 2차원 해석이 필요한 제품의 경우에는 체계적인 방법으로 예비성형체의 모양을 결정할 수 있으며, 그 결과를 이용하여 일련의 단조 공정이 설계된다. 이러한 수치해석적 설계 방법은 단조에서 CNE의 근간이 되어 설계의 자동화에 직접적으로 기여할 수 있을 것이다. 이 분야에서 앞으로의 연구방향은 기존에 확립되어 있는 수치해석적 설계방법을 보편화하여 현장에서 사용하기 쉽도록 패키지화할 것과, 모형실험 또는 실제 공정을 통한 해석결과 및 설계를 검증할 것 등이다. 또한, 일반 3차원 형단조의 공정 해석도 활발하게 이루어져 복잡한 정밀 단조에 대한 설계 자동화도 연구되어야 할 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.04a
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• pp.163-178
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• 1997

현재 각종 미사일의 추진기관용 연소관을 제작하는데 광범위하게 이용되고 있는 유동성 형공정에 대하여 강소성 구성방정식을 이용 유한요소해석을 수행하였다. 종전의 단일 롤러에 의한 해석과는 달리 3개의 롤러에 의한 연소관의 점진 소성변형을 고려하였으며. 이에 따른 각 룰러의 연소관에 대한 소성변형, 응력분포가 관찰, 분석되었다. 해석 결과 예비성형체의 두께에 따라 소성변형 형태와 그에 따르는 응력분포에 많은 차이가 나는 것으로 밝혀졌다. 또 이상적인 유동성형 공정조건하에서 반경 방향으로의 연소관의 유효 소성변형도는 거의 균일하게 나타났다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.1
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• pp.1-10
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• 2011

An optimization method is proposed for preform and billet shape designs in the forging process by using the Equivalent Static Loads (ESLs). The preform shape is an important factor in the forging process because the quality of the final forging is significantly influenced by it. The ESLSO is used to determine the shape of the preform. In the ESLSO, nonlinear dynamic loads are transformed to the ESLs and linear response optimization is performed using the ESLs. The design is updated in linear response optimization and nonlinear analysis is performed with the updated design. The examples in this paper show that optimization using the ESLs is useful and the design results are satisfactory. Consequently, the optimal preform and billet shapes which produce the desired final shape have been obtained. Nonlinear analysis and linear response optimization of the forging process are performed using the commercial software LS-DYNA and NASTRAN, respectively.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.4
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• pp.423-430
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• 2010

Hot closed-forging process and the die used for forming an automotive flange were analyzed from the viewpoints of heat transfer, grain-flow lines, and stresses to obtain a forged product without defects such as surface cracks, laps, cold shots, and partial filling. The forging process including up-set, pre-forging, final forging and pressing forces was investigated using finite element analysis. The influence of the preform die and the ratio of the heights of the upper die to lower die on the forging process and die were investigated and a die shape ($10^{\circ}$ for the preform die, and 1.5:1 ratio for the final die) suitable to achieve successful forging was determined on the basis of a parametric study. All parametric design requirements such as strength, full filling, and a load limit of 13,000 KN were satisfied for this newly developed flange die. New dies and flanges were fabricated and investigated. Defects such as partial filling and surface cracks were not observed.

• Transactions of Materials Processing
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• v.1 no.2
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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.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.5
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• pp.1990-1995
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• 2012

This paper presents design methodology to determine the design parameters that affect the manufacture of aluminum forging piston using the FE simulation and the Taguchi method. Maximum forging load is used as the objective function, and preform, material temperature and draft angle are selected as the design parameters. Their combinations are implemented by orthogonal array, and forging load is evaluated through the simulation. From the analytic results of design parameters to minimize the load using signal to noise ratio, their optimal combinations are proposed. The proposed design methodology will be able to help in selecting proper preform among preforms and to be used in determining the optimal combination of the parameters in metal forming process.

• 기계와재료
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• v.16 no.4 s.62
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• pp.42-54
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• 2004