• 소성∙가공
• /
• 제15권4호
• /
• pp.295-303
• /
• 2006

Optimization is carried out to determine process parameters which reduce the amount of springback and improve shape accuracy of a deep drawn product in sheet metal forming process. The study uses the amount of stress deviation along the thickness direction in the deep drawn product as an indicator of springback instead of springback simulation. The scheme incorporates with an explicit elasto-plastic finite element method for calculation of the final shape and the stress deviation The optimization method adopts the response surface method in order to seek for the optimum condition of process parameters such as the blank holding force and the draw-bead force. The present scheme is applied to design of the variable blank holding force in an U-draw bending process and the application is further extend ε d to the design of draw-bead force in a front side member formed with advanced high strength steel (AHSS) sheets of DP60. Results show that design of process parameter is well performed to decrease the stress deviation through the thickness and to reduce the amount of springback. The present analysis provides a guideline in a design stage for controlling the springback based on the finite element simulation of the complicated parts.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소성가공학회 2006년도 제5회 박판성형 SYMPOSIUM
• /
• pp.61-67
• /
• 2006

Optimization is carried out to determine process parameters which reduce the amount of springback and improve shape accuracy of a deep drawn product in sheet metal forming process. The study uses the amount of stress deviation along the thickness direction in the deep drawn product as an indicator of springback instead of springback simulation. The scheme incorporates with an explicit elasto-plastic finite element method for calculation of the final shape and the stress deviation. The optimization method adopts the response surface method in order to seek for the optimum condition of the draw-bead force. The present scheme is applied to the design of draw-bead force in a front side member formed with advanced high strength steel (AHSS) sheets of DP60. Results show that design of process parameter is well performed to decrease the stress deviation through the thickness and to reduce the amount of springback. The present analysis provides a guideline in a design stage for controlling the springback based on the finite element simulation of the complicated parts.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제7권1호
• /
• pp.1-5
• /
• 2008

The gas atmosphere in continuous annealing and galvanizing lines alters both composition and microstructure of the surface and sub-surface of sheet steel. The formation and morphology of the oxides of alloying elements in High Strength Interstitial Free (HS-IF), Dual Phase (DP) and Transformation-Induced Plasticity (TRIP) steels are strongly influenced by the furnace dew point, and the presence of specific oxide may result in surface defects and bare areas on galvanized sheet products. The present contribution reviews the progress made recently in understanding the selective formation of surface and subsurface oxides during annealing in hot dip galvanizing and conventional continuous annealing lines. It is believed that the surface and sub-surface composition and microstructure have a pronounced influence on galvanized sheet product surface quality. In the present study, it is shown that the understanding of the relevant phenomena requires a combination of precise laboratory-scale simulations of the relevant technological processes and the use of advanced surface analytical tools.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
• /
• pp.628-631
• /
• 2010

환경문제에 대한 관심으로 자동차에 대한 경량화가 요구되는 동시에 안전규제가 강화 되고 있어, 높은 인장강도를 가지는 고강도 강의 차체 적용 비율이 점차 증가하고 있다. 또한, 자동차 1대를 조립하기 위한 저항 점용접 횟수를 줄이고, 용접부에 충격안정성을 확보하기 위한 관심이 고조되고 있다. 따라서, 국내 자동차 산업에서 용접부의 신뢰성을 보장하기 다양한 비파괴 검사를 적용하고 있으며, 생산 공정에 적용하고 있다. 그중에서 용접 전극 사이에서 동저항(Dynamic resistance, 용접 공정중모재의 저항값의 변화)을 계측하여 용접성을 평가하는 방법이 제시되고, 차체 조립공정 중에 적용하려는 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 자동차 차체용 냉간 압연강판(590MPa dual-phase steel)을 인버터 DC 저항 점 용접하여, 용접전극 사이에서 동저항을 측정 하였다. 용접성은 인장전단 강도로 평가하였고, 용접 공정 변수는 용접 전류, 용접 시간, 가압력을 선정하였다. 동저항 그래프의 ${\alpha}$-peak와 ${\beta}$-peak값을 인장전단 강도에 따라 회귀 분석하여, 동저항에 따른 인장전단 강도를 예측하였다. 추가적으로, 용접부의 외관 형상 중에 압흔 깊이와 압흔자국 지름에 대한 회귀분석을 실시하였으며, 용접부 형상에 대한 신뢰성을 부여하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.419-427
• /
• 2018

In case high strength steels are applied for press-formed automotive parts, it is very difficult to secure forming accuracy due to large springback compared to moderate strength steels. In this study, a repetitive step-wise forming analyses based on secant method was proposed as the die design method for mandrel(bending tool) for the 2-axis bending equipments. A bending die with circular mandrel was designed for the DP780 blow motor case of which diameter and thickness are 70.8mm and 2.0mm respectively. Forming tests were performed to verify the validity of established die design and the results were compared with that of conventional HGI(Hot galvanized iron steel) blow motor case. For additional improvement in forming accuracy, an elliptical mandrel was proposed and its validity was verified using forming analyses based on secant method.

• 소성∙가공
• /
• 제32권2호
• /
• pp.92-99
• /
• 2023

In this study, shear fracture specimens are designed using finite element analyses for the characterization of ductile fracture criteria of metal sheets. Many recently suggested ductile fracture criteria require experimental fracture data at the shear stress states in the model parameter identification. However, it is challenging to maintain shear stress states in tension-based specimens from the initial yield to the final fracture, and the loading path can be different for the different materials even with the same shear specimen geometries. To account for this issue, two different shear fracture specimens for low ductility/high ductility metal sheets are designed using the sensitivity tests conducted by finite element simulations. Priorly mechanical properties including the Hosford-Coulomb fracture criterion of the aluminum alloy 7075-T6 and DP590 steel sheets are used in the simulations. The results show that shear stress states are well-maintained until the fracture at the fracture initiation points by optimizing the notch geometries of the shear fracture specimens.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제29권3호
• /
• pp.217-228
• /
• 2017

본 연구에서는 고강도강재를 적용한 비대칭 하이브리드 합성보의 휨성능을 실물대 실험을 통하여 평가하였다. 합성보의 웨브와 상부플랜지에는 일반강재(SM400, SM490)를 적용하고 하부플랜지는 상부플랜지에 비해 상대적으로 크게 제작하여 비대칭 단면으로 적용한 후 일반강재(SM520) 및 고강도강재(SM570, HSA800)를 각각 적용하였다. 본 연구의 주요 목적은 비대칭 하이브리드 합성보의 휨성능 평가 및 설계지침의 개발이다. 실험결과 하부플랜지에 일반강재를 적용한 실험체의 경우 $Dp/Dt{\leq}0.15$를 만족시킬 시 우수한 휨강도와 연성능력을 발현하는 것을 확인하였다. 반면 하부플랜지에 고강도강재가 적용된 실험체의 경우 휨내력의 증가로 인한 슬래브의 수평전단력 증가가 예상치 못한 슬래브 종방향 전단파괴를 발생시켜 소성강도에 도달하지 못하였다. 따라서 고강도강재를 적용한 비대칭 하이브리드 합성보의 경우 설계단계에서 슬래브 수평전단강도 확보가 필수적이다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
• /
• pp.27-27
• /
• 2010

청정에너지원의 수요가 증가함에 따라 에너지원의 공급로의 역할을 하는 강관의 수요가 증가하고 있다. 소재가공 기술의 발전과 함께 경량의 고장력 강재의 적용은 공급로의 역할을 하는 강관의 비용절감 및 자원의 효율적 이용 측면에서 지속적으로 연구 개발을 이어왔다. 이러한 추세에 따라 구조용 또는 라인파이프용 강관에서도 고장력 강재의 적용과 함께 고인성 그리고 용접성의 향상을 위한 다양한 라인파이프용 강재의 개발과 이의 적용이 그간 활발히 진행되어왔다. 용도상 반드시 필요한 특성인 고장력, 고인성, 용접성 등 외에도 다양한 강재의 사용에 따른 제조공정상 즉 용접공정에서 발생될 수 있는 용접부의 기계적 특성 변화에 대한 특성 연구 및 기술 연구가 계속 되어왔다. 주로 강관을 생산하는데 쓰이는 ERW (Electric Resistance Welding) 공정에서도 이러한 문제점을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. ERW는 높은 생산성과 낮은 제조비용의 장점을 가지고 있으나 용접 후 용접부의 기계적 특성 감소로 인한 단점이 있다. 때문에 기계적 특성향상을 위해 최적의 용접조건에 대해 연구해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 4가지 합금강관의 ERW 용접시 용접 입열량의 변화와 용접부의 후열처리를 통한 미세조직의 변화와 기계적 특성에 대해서 고찰하였다. 4강종 시편의 미세조직을 OM, SEM을 통한 분석 이후 인장시험 및 경도시험 등을 통해 기계적 특성을 평가하였다. 대부분의 시편에서 입열량의 증가에 따라 Ferrite 분율이 증가하였고 용접중앙부의 Ferrite 양이 용접경계부 보다 많았다. Ferrite 집중부의 분포가 극명하게 관찰되었던 DP780 (적정) 강종과 미세하게나마 Ferrite 집중부가 존재하였던 K55 (과소, 과대) 강종에서 나란히 경도 하락 현상이 관찰되었다. 이는 강종마다 고유의 Ceq, 합금 중 Mn 농도, 입열량 등에 의한 복합적인 이유 때문으로 판단된다. 탄소가 0.3~0.4 wt% 함유된 중탄소강인 S45C, K55의 경우 용접중앙부와 용접경계부의 페라이트 분율 차이가 큰 것을 알 수 있었다. 이는 용접시 열에 의한 탈탄현상으로 인해 나타나는 현상으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.136-136
• /
• 2018

듀얼 페이즈(DP) 강철과 같은 고강도강(HSS), TRIP강, TWIP강은 무게를 줄이고 자동차의 안전을 향상시키기 위해서 자동차 산업에서 광범위하게 쓰이고 있다. HSS강의 내부식성을 향상시키기 위해서, 향상된 박막 재료와 기존의 아연도금 공정을 대체하는 공정 방법이 필요하다. Zn-Mg 박막은 강의 부식 방지에 대한 강력한 후보이며, 물리적 기상 증착 공정(PVD)은 강의 Zn-Mg 박막의 증착을 위한 유망한 공정이다. 그러나 이전 연구에서 보고 된 바와 같이 Zn-Mg 박막은 Zn-Mg 박막의 높은 취성으로 인하여 Zn 박막에 비하여 접착력이 매우 불충분하였다. 따라서 본 연구에서는 Zn-Mg 박막의 첩착력을 향상시키기 위해 TRIP강 기판 위에 증발 증착법을 활용하여 Zn-Mg/Zn 이중층 박막을 합성하고 진공에서 열처리를 실시하여 박막의 깊이에 따른 Mg의 함량 변화를 유도하였다. Zn-Mg/Zn 박막 합성 시 EMH-PVD를 활용하여 증착하였으며, Zn 중간층을 모재와 Zn-Mg 층 사이에 증착하고 진공중에서 열처리를 실시하여 박막 내에서 Mg 함량의 기울기 변화가 박막의 밀착력에 주는 영향을 평가하였다. 증착된 박막은 FE-SEM을 통하여 미세조직과 박막의 두께를 분석하였고 line-EDS를 통하여 깊이에 따른 Zn와 Mg의 변화를 분석하였으며 XRD를 사용하여 합금상을 분석하였다. Lap shear test를 활용하여 박막의 밀착력을 정략적으로 분석하였다. FE-SEM 및 EDS 분석 결과 Zn-Mg/Zn 박막을 진공에서 열처리를 실시한 후 FE-SEM으로 분석한 결과 미세조직의 큰 차이는 보이지 않았으나, line-EDS 결과 Mg이 확산되는 것을 확인 할 수 있었다. XRD 분석 결과 확산한 Mg에 의해서 Zn상은 감소하고 $Mg_2Zn_{11}$, $MgZn_2$와 같은 합금상은 증가하는 것을 확인하였다. Lap shear test 결과 $200^{\circ}C$에서 열처리한 Zn-15wt.%Mg/Zn 박막의 경우 밀착력이 19 MPa로 열처리를 하지 않았을 경우(11 MPa)보다 향상되는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 통하여 Zn-Mg 박막의 두께의 Mg의 함량 변화에 의해서 박막의 밀착력이 변화되는 것을 알 수 있다.

• 소성∙가공
• /
• 제31권6호
• /
• pp.351-364
• /
• 2022

The yield criterion, or called yield function, plays an important role in the study of plastic working of a sheet because it governs the plastic deformation properties of the sheet during plastic forming process. In this paper, we propose a modified version of previous anisotropic yield function (Trans. Mater. Process., 31(4) 2022, pp. 214-228) based on J2 and J3 stress invariants. The proposed anisotropic yield model has the 6th-order of stress components. The modified version of the anisotropic yield function in this study is as follows. f(J₂⁰,J₃⁰) ≡ (J₂⁰)³ + α(J₃⁰)² + β(J₂⁰)^3/2 × (J₃⁰) = k⁶ The proposed anisotropic yield function well explains the anisotropic plastic behavior of various sheets such as aluminum, high strength steel, magnesium alloy sheets etc. by introducing the parameters α and β, and also exhibits both symmetrical and asymmetrical yield surfaces. The parameters included in the proposed model are determined through an optimization algorithm from uniaxial and biaxial experimental data under proportional loading path. In this study, the validity of the proposed anisotropic yield function was verified by comparing the yield surface shape, normalized uniaxial yield stress value, and Lankford's anisotropic coefficient R-value derived with the experimental results. Application for the proposed anisotropic yield function to AA6016-T4 aluminum and DP980 sheets shows symmetrical yielding behavior and to AZ31B magnesium shows asymmetric yielding behavior, it was shown that the yield locus and yielding behavior of various types of sheet materials can be predicted reasonably by using the proposed anisotropic yield function.