The thermoforming process has been widely used to manufacture medium- and large-sized plastic parts because of the relatively low cost and high productivity, as compared with other plastic forming processes. One of current salient issues of thermoforming industries is the reduction of trial and error during the production of the thermoformed product. Hence, there is a significant increasing interest in the thermoforming analysis by the thermoforming industries. The goal of this paper is to investigate a methodology of the three-dimensional thermoforming analysis for medium- and large-sized plastic parts. There is a discussion about methodologies of thermoforming analysis, as well as material modeling, and three-dimensional finite element analysis. Furthermore, there is an examination, through case studies, about the applicability of the proposed methodology concerning the thermoforming analysis.
천연가스 자동차에 장착되는 연료저장용기는 크게 두부, 실린더부 그리고 바닥부로 나뉜다. 실린더부와 바닥부에 관한 연구는 이미 충분히 수행되었으나, 두부 성형에 관한 연구 및 설계자료는 전무한 실정이며, 현재 현장 작업자들의 경험이나 시행착오에 의해 제작되고 있다. 본 연구에서는 천연가스 저장용기의 두부 성형 공정인 열간스피닝 공정 분석을 위하여 회전체 소성가공에 적합한 ALE method를 적용하여 유한요소해석을 수행하였다. 성형인자들(이송거리, 성형시간, 소재의 온도, 회전속도)이 성형롤러의 하중 및 두부의 좌굴에 미치는 영향을 분석하고, 이를 토대로 저장용기의 두부성형 가능성을 검토하였다. 또한 성형해석 결과로 제조된 저장용기 두부의 안전성을 평가하기 위하여 파열압력에 대한 용기의 구조해석 및 실험을 수행하였다.
The tube formation assay is a widely used in vitro experiment model to evaluate angiogenic properties by measuring the formation of tubular structures from vascular endothelial cells (ECs). In vitro experimental results are crucial when considered the advisability of moving forward to in vivo studies. Thus, the additional attentions to the in vitro assay is necessary to improve the quality of the pre-clinical data, leading to better decision-making for successful drug discovery. In this study, we improved the tube formation assay system in three aspects. First, we used human endothelial colony forming cells (ECFCs), which are endothelial precursors that have a robust proliferative capacity and more defined angiogenic characteristics compared to mature ECs. Second, we utilized a real-time cell recorder to track the progression of tube formation for 48 hours. Third, to minimize analysis error due to the limited observation area, we used image-stitching software to increase the microscope field of view to a $2{\times}2$ stitched area from the $4{\times}$ object lens. Our advanced tube formation assay system successfully demonstrated the time-dependent dynamic progression of tube formation in the presence and absence of VEGF and FGF-2. Vatalanib, VEGF inhibitor, was tested by our assay system. Of note, $IC_{50}$ values of vatalanib was different at each observation time point. Collectively, these results indicate that our advanced tube formation assay system replicates the dynamic progression of tube formation in response to angiogenic modulators. Therefore, this new system provides a sensitive and versatile assay model for evaluating pro- or anti-angiogenic drugs.
Three dimensional thermal cycle analysis of the plunger is carried out in repeated forming process of the TV glass, which is continued work of two dimensional analysis where an efficient method has been proposed. The plunger undergoes temperature fluctuation during a cycle due to the repeated contact and separation from the glass, which attains a cyclic steady state having same temperature history at every cycle. Straightforward analysis of this problem brings about more than 90 cycles to get reasonable solution. An exponential function fitting method is proposed, which finds exponential function to best approximate temperature values of 3 consecutive cycles, and new cycle is restarted with the fitted value at infinite time. Number of cases are analyzed using the proposed method and compared to the result of straightforward repetition, from which one finds that the method always reaches nearly convergent solution within $9{\sim}12$ cycles, but turns around afterwards without further convergence. Two step use is found most efficient, in which the exponential fitting is carried out fer the first 12 cycles, followed by simple repetition, which shows fast convergence expending only 6 additional cycles to get the accuracy within 2 error. This reduces the computation cycle remarkably from 90 to 18, which is 80% reduction. From the parametric studies, one reveals that the overall thermal behavior of the plunger in terms of cooling parameters and time is similar to that of 2 dimensional analysis.
선체 외판 중 약 70% 정도가 3차원 곡면 형상으로 구성되어 있다. 이러한 3차원 형상을 자동으로 성형하기 위해서 수년간 많은 연구를 수행하여 오고 있는 실정이다. 본 연구의 목적은 가열현상을 합리적으로 대변할 수 있는 역학적 모델을 도입하여 가열 Simulator를 개발하는데 있다. 이를 위해 가열 결과에 영향을 줄 수 있는 가열 위치 ,강판의 두께, 가열 속도 등 다양한 인자로써 실험을 수행하였다. 본 연구에서 개발한 가열 Simulator의 정당성을 입증하고자 몇 가지 모델에 대해 적용하여, 실험결과와 Simulator의 추정치를 비교한 결과 만족할 만한 결과를 나타내었으며, Simulator에 적용된 이론적 배경의 합당성을 확인할 수 있었다.
Draw-bead is applied to control the material flow in a stamping process and improve the product quality by controlling the draw-bead restraining force (DBRF). Actual die design depends mostly on the trial-and-error method without calculating the optimum DBRF. Die design with the predicted value of DBRF can be utilized at the tryout stage effectively reducing the cost of the product development. For the prediction of DBRF, a simulation-based prediction model of the circular draw-bead is developed using the Box-Behnken design with selected shape parameters such as the bead height, the shoulder radius and the sheet thickness. The value of DBRF obtained from each design case by analysis is approximated by a second order regression equation. This equation can be utilized to the calculation of the restraining force and the determination of the draw-bead shape as a prediction model. For the evaluation of the prediction model, the optimum design of DBRF in sheet metal forming is carried out using response surface methodology. The suitable type of the draw-bead is suggested based on the optimum values of DBRF. The prediction model of the circular draw-bead proposes the design method of the draw-bead shape. The present procedure provides a guideline in the tool design stage for sheet metal forming to reduce the cost of the product development.
압축천연가스(CNG) 압력용기는 D.D.I공정을 통해 실린더부를 제작한 후, 스피닝 공정을 통해 돔 부 성형이 이루어진다. 그러나 스피닝 공정의 입구 부 성형에 관한 연구는 미미하며, 현장 작업자들의 경험이나 시행착오에 의해 제작되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 이론 임계좌굴하중 및 유한요소해석에서 축 방향 하중의 비교를 통하여 좌굴발생을 예측하였고, 상용 소프트웨어를 이용하여 돔부의 좌굴 방지를 위한 방법을 제안하였다. 또한, 입구 부 성형을 위하여 돔 부와 롤러가 맞닿는 점에서의 돔부의 반경에 따른 롤러 하중을 분석하고, 이를 토대로 입구 부 성형을 수행하였다.
항공기 능동 위상 배열(AESA) 레이더에 적용할 수 있는 레이더 안테나 부배열 채널 구성 및 보정에 대한 내용을 기술하였다. 설계된 부배열 채널 구조의 성능시험을 위하여 디지털 빔 형성이 가능한 12개 부배열 채널을 갖는 AESA 레이더 시연기(demonstrator)를 설계하고 제작하였다. 제작한 부배열 채널에서는 채널 간 크기 및 위상 오차가 필수적으로 발생하게 된다. 본 논문에서는 부배열 채널 간 발생하는 오차를 보정하는 방법을 제안하였다. 오차 보정후 채널의 신호 레벨과 모노펄스 기울기를 측정하여 보정된 효과를 확인하였다. 채널 보정 후 부배열 채널로 형성된 디지털 모노펄스 채널을 검증하기 위하여 별도로 구성된 아날로그 모노펄스 채널과 성능을 비교하였다. AESA 레이더 시연기의 성능 확인을 위하여 지상에서 원전계(far field) 시험을 수행하였다. 표적 모의 장치를 이용하여 단일 표적을 생성하고, 동일한 파형 및 탐색 조건하에서 탐지 및 추적시험을 수행하였다. 설계된 12개 부배열 채널 신호로 구성한 디지털 모노펄스 채널의 표적 탐지 추적 성능이 기존 아날로그 모노펄스 채널의 성능과 유사함을 확인하였다. 또한, 부엽으로 입사하는 재머 신호에 대하여 부배열 채널에서 적응 빔 형성(adaptive beam-forming) 기능이 효과적으로 동작함을 확인하였다.
A net-shape forming of small and complex-shaped metal parts by metal injection molding (MIM) has economic advantages in mass production, especially for STS 316L valve fitting. STS 316L offers excellent corrosion resistance, but it has poor machinability, which is a limitation in using it for a cost-effective production where both forging and machining are employed. Simulation and experimental analysis were performed to develop a MIM STS 316L 90° elbow fitting minimizing trial and error. A Taguchi method was used to determine which input parameter was the most sensitive to possible defects (e.g. sink mark depth) during the injection molding. The final prototype was successfully built. The results indicate that the simulation tool can be used during the design process to minimize trial and error, but the final adjustment of parameters based on field experience is essential.
본 연구에서는 냉간 축대칭 전방 압출에 가중잔류항법을 적용하여 재료의 가 공 경화 및 강소성 경계를 고려하는 프로그램을 개발하여 변형도, 응력, 변형력, 강소 성 경계등을 FEM과 동일한 조건에서 비교 해석하고 다른 공정에 적용할 수 있게 하고 또한 곡면다이와 원추형다이를 설계 제작하여 다이의 형상과 단면 감소율이 변형도와 응력 분포에 미치는 영향을 검토하고 압출된 제품의 성질을 분석하여 실제 공정에 이 바지하며 이론 계산과 실험을 비교함이 목적이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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