• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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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)

• Composites Research
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• 제20권2호
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• pp.10-16
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• 2007

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)용 복합소재 분리판의 제작을 위해, 예비성형과 스탬핑 공정으로 이루어지는 2단계 제조공법을 개발하고 예비성형 조건이 소재의 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 예비성형체는 팽창흑연, 흑연분말, 페놀수지를 이용하여 제조되었으며, 예비성형 공정은 전기 전도도, 굽힘 강도와 미세 구조의 분석을 통해 최적화되었다. 예비성형은 페놀수지의 지나친 경화를 막기 위해 페놀 분말의 녹는점인 $90^{\circ}C$보다 약간 높은 $100^{\circ}C$에서 이루어졌다. 본 연구에서 개발된 예비성형체는 팽창흑연의 서로 잘 얽히는 성질로 인해 0.07-0.28MPa의 낮은 압력에서도 쉽게 제조되었다. 부족하거나 과도한 예비경화는 복합소재 분리판의 강도 저하를 야기하기 때문에, 예비성형체를 안정적으로 제조하기 위한 예비성형 시간은 5분으로 결정되었다.

• 기계저널
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• 제32권6호
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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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제8회 학술강연회논문집
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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.

• 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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• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.157-157
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• 2003

• Composites Research
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• 제15권1호
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• pp.32-40
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• 2002

가압주조법을 이용하여 전자 패키징용 고부피분율 $SiC_p/Al$ 금속복합재료를 제조하였다. $SiC_p$ 예비성형체를 제조하기 위하여 예비성형체 금형을 고안하였으며, $Al_2O_{3f}$섬유 보강재를 $SiC_p$ 입자 보강재의 1/10비율로 첨가하고, 무기 성형제($SiO_2$)를 0.8% 이하로 사용하여 49~70 vol.% 의 예비성형체 제작에 성공하였다. 제조된 고부피분율 예비성형체로 금속용탕을 원활히 침투시키기 위해 온도, 가압력 등의 제조조건을 정하였으며, 이러한 새로이 고안된 금형조건을 FEM 열전도 해석에 도입하여 금속복합재료 제조시 몰드 내부에서 발생하는 온도변화를 분석하였다. 제조된 금속복합재료에 대해서는 충격특성 및 열팽창계수 특성평가를 실시하였다. 본 연구를 통해 제조된 금속복합재료의 충격흡수 에너지는 0.2~0.3J, 열팽창계수는 $8~10ppm/^{\circ}C$, 밀도는 $2.9~3.0g/cm^3$로 나타나 패기징 재료로서 적합한 특징을 가진 복합재료가 성공적으로 개발되었음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권1호
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• pp.65-70
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• 2014

본 연구는 외경부에 단이 존재하는 제품의 링롤링작업을 위한 예비성형체의 설계에 관한 연구이다. 형상링롤링 공정에서 가장 일반적으로 나타나는 결함 중 하나는 미충진이며, 변형량이 적을 경우나 외경부 단의 깊이가 클 경우 발생한다. 이러한 미충진을 방지하기 위해서는 변형량을 증가시키거나 예비성형체를 최종형상에 근접하도록 설계하여야 한다. 결함이 없는 제품을 생산하기 위하여 형상비와 성형비를 이용한 충진한계식을 제안하였다. 충진한계식은 네가지 경우에 대하여 유한요소해석과 시험생산한 결과를 토대로 작성되었다. 실물 크기의 형상링롤링 작업을 수행하고 충진한계식을 이용한 예측과 비교함으로써 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4057-4064
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• 2014

본 연구는 본 연구에서 제안하는 근사 최적화 방법(메타모델 기반의 시뮬레이션 최적화)을 사용하여 저렴한 해석 비용으로 펀치 단조품의 예비성형체(preform)를 설계한다. 본 연구에서 사용한 설계목표는 유효변형률의 균일한 분포이고 설계변수는 예비성형체 치수이며, 구속조건으로 최대 미충진 비율을 사용한다. 이를 위해 먼저 예비성형펀치(반재), 마스터펀치(상부다이) 및 하부다이로 구성되는 단조성형 공정을 DEFORM 시뮬레이션에 의해 모사하고, 이 시뮬레이션 결과가 실제 단조 공정을 모사하고 있는지 확인하는 검증 방법에 관해 소개한다. 또한 본 연구에서 수행한 설계 최적화 과정, 즉 (i) 초기 메타모델의 생성, (ii) 메타모델의 최적화 수행, (iii) 메타모델 최적해의 검증, (iv) 메타모델의 개선에 관하여 상세히 기술한다.