• 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.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1999년도 단조 심포지엄
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• pp.51-64
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• 1999

가스터빈에 사용되는 소재는 여타 금속소재에 비하여 고온 기계적 특성은 우수한 반면 상대적으로 단조성이 떨어지기 때문에, 금속소재의 단조성에 대한 이해와 단조 공정별 장단점을 파악하여 단조공정 설계에 반영하여야 한다. 가스터빈용 Ni합금의 경우 고온기계적 성질은 결정립 크기에 크게 의존한다. 결정립 크기는 기계적 성질에 직접적으로 영향을 미치는데, 동적재결정의 경우 초기 결정립크기, 변형률, 변형속도, 온도 뿐만 아니라 결정립계에 석출된 제2상에 의해서 크게 영향을 받기 때문에 이들 상의 고용온도를 파악하여 단조공정 설계에 반영하여야 한다. 유한요소법으로 변형률과 온도분포를 해석함으로써 단조품 내의 결정립 분포를 효과적으로 예측할 수 있다. 다단계 단조 경우, 최종 단조품의 결정립 크기는 단계별 단조 온도 및 변형률 배분 등에 따라 변하므로 이를 고려하여야 한다.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.423-430
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• 2010

표면의 균열, 겹침결함, 금형의 코너반경이 작아 재료의 유동성이 낮을 때 발생하는 콜드셧, 부분충진등의 단조결함이 없는 자동차용 단조 플랜지를 생산하기 위해서 열전달, 단류선 흐름, 응력분포를 고려하여 형단조 공정과 금형에 대한 해석을 수행하였다. 축박기(up-set) 단조, 예비성형, 최종성형, 단조압력으로 구성된 단조과정은 유한요소법으로 해석되었다. 예비성형과 상하 금형의 높이비율이 단조공정과 금형에 미치는 영향을 평가하여 예비금형의 각 $10^{\circ}$와 최종 금형의 상하비율 1.5:1이 단조결함이 없는 결과를 나타내었다. 이를 반영한 새로 설계된 금형은 재료강도, 완전충진, 하중한계 13,000 KN 이라는 공정변수를 모두 만족시켰다. 이론 입증을 위해서 개선된 금형과 플랜지가 제작되었으며, 단조결함이 발견되지 않았다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.18-22
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• 1993

본 논문은 H-형상 단면의 측대칭 부품에대하여 컴퓨터에 의한 열간단조 공정설계 및 금형설계 시스템을 개발하고 슬래브 해석법을 이용한 단조 시뮬레이션 프로그램을 통하여 단조하중을 예측하고자 한다. 이 시 스템을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램의 입력사항은 축대칭 H-형상 단조품 단면의 기하학적 형상, 소재비 도는 단조비, 마찰조건, 램속도, 다조온도, 소재 및 다이 재료명 등이다. 시스템의 실행 후 얻은 결과들은 실제 산업 현장의 요구에 맞추어 빌렛 형상, 예비 성형체, 그리고 최종다이 및 예비성형 다이가 도면화 되 어 출력된다. 수행된 출력결과가 사용자의 요구와 일치하지 않을 경우 입력사항을 변경하여 재 설계할 수 있도록 되어 있다. 그리고 본 시스템은 크게 세개의 모듈 즉, 공정설계 모듈, 시뮬레이션 모듈 등으로 구성되어 있고 각각의 모듈은 독립적으로 또는 통합하여 수행된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.26-26
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• 1999

가장 오래된 금속성형법 중의 하나인 열간 단조는 재결정온도-고상선(강재의 경우, 일반적으로는 1,200-l,28$0^{\circ}C$)의 온도로 재료를 가열하여 간단한 형상의 소재로부터 하나 또는 둘 이상의 공정을 통하여 최종제품을 생산해내는 소성가공법이며, 이것은 절삭 가공에 비하여 재료의 손실이 적으며, 생산속도가 빠르고 또한 단류선(flow line)의 방향으로 인장강도, 충격강도 등의 기계적 강도가 커야 할 필요가 있는 제품의 대량 생산에 적합한 가공법이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.352-357
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• 2020

본 연구는 선박용 디젤엔진 부품인 축류 단조품을 단조작업에 의하여 제작하는 과정에서 발생하는 품질문제를 해결하기 위하여 수행되었다. 1차, 2차 가열 및 열간 단조를 거쳐 완성된 단조품은 최종 후열처리공정을 거치게 되는데 이 과정에서 발생하는 것으로 알려진 내부 결함문제를 해결하기 위하여 냉각공정을 평가하였다. 자유단조작업을 거쳐 제작된 축류 단조품에는 2차 열간 단조작업 후 냉각과정에서 소재 내부에 존재하고 있던 잔류 수소가 기공이나 미세 균열, 입계, 계면 등으로 확산, 집적됨으로써 균열을 유발하여 내부 결함이 발생하는 것으로 알려져 있으며 실제 작업현장에서 균열발생 사례가 보고되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 수치해석 전용 프로그램인 ANSYS를 사용하여 열전달 수치해석을 수행하였으며, 해석모델은 축류 단조품의 특성상 축대칭요소를 사용하여 구성하였고 단조품 초기 온도 1250 ℃에서 단조작업 완료 후 냉각과정에서 시간이 경과함에 따른 온도변화를 평가하였다. 주어진 4종류의 축류 단조품에 대하여 온도이력을 평가한 결과 단조품 내부에 수소유기균열 발생이 예상되는 250 ℃까지 냉각되는데 소요되는 시간을 알 수 있었으며, 이러한 냉각시간은 추후 열처리 작업의 작업표준으로 적용함으로써 축류 단조품 제작 시품질과 생산성을 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1101-1104
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• 2004

A brake spider in an irregular shape, which is used as a part in the braking system of a vehicle like a big truck and a trailer, is subjected to a large torque and hence requires both strength and endurance over the brake heat. Manufacture of this product in practice is generally composed of hot forging processes and machining. At the present study, two or more processes were considered for the hot forging. With an initial circular billet, blocker and finisher processes were analyzed using the rigid-plastic finite element method and also in addition to the preforming process. Proper forging processes to manufacture an irregular product without forging defects, which are preforming, blocker and finisher, were discussed and commented upon.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1361-1370
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• 2012

본 논문은 응력 등가정하중을 이용하여 금속제조공정에서 원하는 성형품과 단조품의 최종형상을 얻기 위한 형상최적화 방법을 제안한다. 성형품의 최종형상은 블랭크의 형상에 따라 달라지고 단조품의 최종형상은 빌렛의 형상에 따라 달라진다. 따라서 원하는 형상의 제품을 얻기 위해 구조최적화방법 중 형상최적화방법을 적용하였다. 금속성형 공정은 비선형 동적해석을 수행하므로 등가정하중법을 이용한다. 등가정하중법 중 가상모델을 이용한 응력 등가정하중은 등가정하중을 산출하는 새로운 방법으로 재료 특성의 가치를 재정의하여 응력 등가정하중을 계산한다. 본 논문에 포함된 예제를 통해 원하는 제품의 최종형상을 얻기 위한 최적의 블랭크 및 빌렛 형상을 도출하여 제안한 방법의 유용성을 검증한다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2001년도 춘계 학술대회 논문집
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• pp.88-95
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• 2001

VR(Virtual Reality)의 개념이 제조공학 분야로 확대 적용되면서 설계분야에서의 가상조형 (Virtual Prototyping), 제조분야에서의 가상제조시스템(Virtual Manufacturing System)이라는 새로운 형태의 제조 시스템 및 설계기술이 차세대 제조기술로서 발전해 오고있으며 이런 가상제조방법(Virtual Manufacturing)은 컴퓨터를 이용하며 생산과정에서 제품뿐만이 아니라 유한요소해석을 유용하여, 공정까지도 모의실험을 하며 생산성(manufacturability), 최종 형태(final shape), 잔류 응력(residual stress), 제품 수명 주기(life-cycle)등과 같은 요소들의 최적화 정보를 제공하게 된다. 본 연구에서는 이러한 가상제조방법을 구현하기 위한 기초적 단계로서 가상단조기계를 가상현실기법을 이용하여 모델링하고 Java를 이용하여 모델링된 단조기계를 제어하고 제조되는 단조물에 대한 내부 응력 및 형태변환을 유한 요소법을 이용하여 분석하고 분석된 단조물의 자료를 WEB상을 통하여 닥 수 있게 유한 요소 해석결과를 VRML언어로 변환하는 작업을 수행하였다.