• Design & Manufacturing
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• 제16권4호
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• pp.46-51
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• 2022

The piercing process of creating holes in sheet metals for mechanical fastening generates high shear force. Real-time monitoring technology could predict tool damage and product defects due to this severe condition, but there are few applications for piercing high-strength aluminum. In this study, we analyzed the load signal to predict the punch's wear level during the process with a piezoelectric sensor installed piercing tool. Experiments were conducted on Al6061 T6 with a thickness of 3.0 mm using piercing punches whose edge angle was controlled by reflecting the wear level. The piercing load increases proportionally with the level of tool wear. For example, the maximum piercing load of the wear-shaped punch with the tip angle controlled at 6 degrees increased by 14% compared to the normal-shaped punch under the typical clearance of 6.7% of the aluminum piercing tool. In addition, the tool wear level increased compression during the down-stroke, which is caused by lateral force due to the decrease in the diameter of pierced holes. Our study showed the predictability of the wear level of punches through the recognition of changes in characteristic elements of the load signal during the piercing process.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1027-1033
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• 2011

VCM 강판은 용융아연도금강판 위에 PET/PVC 코팅하여 가전제품의 외판 소재로 사용되고 있다. 본 연구에서는 VCM 강판의 프레스 성형 중 발생하는 PET 코팅층의 찢김을 저감하기 위해 프레스 성형공정변수를 재설계하였다. 프레스 공정변수들이 PET 코팅층의 찢김에 미치는 영향을 분석하기 위해 유한요소해석을 수행하였다. PET 코팅의 찢김 현상은 드로잉 성형시 제품의 코너부 소재두께의 증가로 인해 금형과 소재 사이의 과도한 마찰에 의해 발생한다. 이를 해결하기 위해 블랭크 형상의 변경을 통해 드로잉성형시 코너부의 소재두께 증가를 저감하였으며, 트리밍 공정시 플랜지부의 과도한 두께 증가부분을 제거하여 플랜지 성형시 소재두께가 금형간극 이하로 분포하도록 하였다. 또한 성형실험과 유한요소해석을 통해 재설계된 공정변수들을 검증하였다. 이를 통해 PET 코팅의 찢김이 없는 양호한 최종제품의 성형이 가능함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.593-601
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• 2021

축류팬은 여러 산업분야에서 사용되며, 환기 및 제연을 목적으로 사용하는 송풍기의 핵심 요소이다. 유체 운동을 이용하는 축류팬의 연구는 공력성능에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다. 본 연구 대상은 100마력의 송풍기에 사용되는 축류팬이며, 직경 1800 mm의 대형 송풍기이다. 송풍기의 축류팬은 블레이드, 허브, 허브 캡, 보스로 구성되어 있으며, 블레이드와 허브는 중요한 구성부품이다. 공력성능에 많은 영향을 미치는 블레이드에 대한 설계는 공력성능 예측 프로그램을 이용해 3차원 점 데이터를 추출하여 이를 3D 모델링 형상을 생성하게 된다. 중요 구성부품이 절삭가공을 이용해 가공하게 되면 제품의 수정이 용이하다. 하지만, 블레이드와 허브는 다이캐스팅이나 중력주조를 통해 제작하는 환경으로 인해 금형 제작 전에 구조안전에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 축류팬 정격운전속도와 그 이상의 운전속도에서 주요 구성부품에 대한 구조안전성에 대한 특성과 취약부위에 대한 해석결과는 최대응력과 안전계수를 통해 검증하고 설계시 반영된 여유간극은 블레이드의 회전과 다른 부품과의 간섭 여부를 확인하기 위해 변위 결과를 도출하여 축류팬의 구조안전성에 대해 검증하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제20권4호
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• pp.78-84
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• 2016

대용량 알루미늄 라이너의 제작을 위해 역 드로잉 공정을 적용하였고, 최적의 역 드로잉 공정 설계에 대한 연구를 수행하였다. $350^{\circ}C$의 어닐링된 Al6061의 인장시험 및 해석을 수행하여 라이너 성형 해석을 위한 대변형률에서의 유동응력 및 연성파괴지수를 구하였다. 역드로잉 공정의 유한요소해석을 수행하여 금형의 형상, 블랭크 홀딩력, 드로잉비, 금형간의 간격, 부분가열영향에 대해 분석하였다. 유한요소해석을 통해 주름 및 파단을 방지하는 최적의 조건을 도출하여 시제품을 제작하였으나, 드로잉된 컵의 끝부분에서 부분적인 파단이 발생하였다. 하지만 후속공정을 적용하기 위한 충분한 길이가 확보되어 플로우 포밍, 스피닝 공정을 적용하여 최종제품을 제작하였다.