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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이창환
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2018
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차량 경량화는 친환경자동차의 연비상승을 위해 필수적으로 해결해야 할 문제이다. 마그네슘 합금 판재는 비중량의 경우 철의 약 1/5이며 다른 소재들에 비해 뛰어난 기계적 특성을 가지고 있다. 하지만 마그네슘 판재는 다른 금속재료들과 상이한 기계적 거동을 나타내며 상온에서 성형성이 낮고 많은 스프링백이 발생한다.
이에 성형성을 향상시키고 스프링백으로 인한 치수불량을 최소화하는 온간성형이 많이 사용되어 지고 있다. 하지만 마그네슘 판재는 고온에서 다른 금속판재에 비해 변형률 속도에 따라 유동응력의 큰 차이를 보이는 특징을 가지고 있다. 이는 상온과는 상이한 굽힘 변형 특성을 나타낸다.
본 연구에서는 V-굽힘, 2D-draw 굽힘에서 온간성형 시 성형 조건에 따른 마그네슘 합금 판재의 굽힘 변형 특성에 대해 실험과 유한요소해석을 이용해 분석하였다. V-굽힘 실험을 통해, 온간성형 시 낮은 펀치 반지름을 이용할 경우 하사점에서 소재의 곡률반경은 상온에 비해 증가함을 확인하였다. 이를 바탕으로 유한요소해석을 이용하여 소재 바닥면의 요소 값을 확인하여 원인을 분석하였으며 이를 정량화하였다. 또한 실제 적용 사례인 U-형상 제품 성형을 통해 보토밍 효과를 입증하였다.
2D-draw 굽힘 실험을 통해, 온간성형 시 성형 변수에 따라 소재의 , 값의 경향성을 확인하였으며 다이 코너부에서 역굴곡(reverse deflection) 현상이 발생하였다. 또한 성형 온도 및 성형 속도에 따라 소재의 드로잉 된 길이 및 하사점에서 펀치와 소재의 틈새차를 측정하였다. 이를 바탕으로 유한요소해석을 통해 소재의 다이 코너 반경부 및 측벽부의 요소 값을 확인하여 온간성형 시 발생하는 역굴곡 현상의 원인을 분석하였다.
본 연구를 통해 마그네슘 합금 판재의 온간 굽힘 성형 시 변형률 속도에 따른 유동응력 특성 차이로 인해 상온과는 다른 굽힘 변형 특성을 분석하고 보토밍의 필요성을 증명하였다. 이를 통해 친환경 자동차의 차량 경량화 기술을 위한 마그네슘 판재의 성형기술에 있어 본 연구의 필요성을 입증하였다.
이에 성형성을 향상시키고 스프링백으로 인한 치수불량을 최소화하는 온간성형이 많이 사용되어 지고 있다. 하지만 마그네슘 판재는 고온에서 다른 금속판재에 비해 변형률 속도에 따라 유동응력의 큰 차이를 보이는 특징을 가지고 있다. 이는 상온과는 상이한 굽힘 변형 특성을 나타낸다.
본 연구에서는 V-굽힘, 2D-draw 굽힘에서 온간성형 시 성형 조건에 따른 마그네슘 합금 판재의 굽힘 변형 특성에 대해 실험과 유한요소해석을 이용해 분석하였다. V-굽힘 실험을 통해, 온간성형 시 낮은 펀치 반지름을 이용할 경우 하사점에서 소재의 곡률반경은 상온에 비해 증가함을 확인하였다. 이를 바탕으로 유한요소해석을 이용하여 소재 바닥면의 요소 값을 확인하여 원인을 분석하였으며 이를 정량화하였다. 또한 실제 적용 사례인 U-형상 제품 성형을 통해 보토밍 효과를 입증하였다.
2D-draw 굽힘 실험을 통해, 온간성형 시 성형 변수에 따라 소재의 , 값의 경향성을 확인하였으며 다이 코너부에서 역굴곡(reverse deflection) 현상이 발생하였다. 또한 성형 온도 및 성형 속도에 따라 소재의 드로잉 된 길이 및 하사점에서 펀치와 소재의 틈새차를 측정하였다. 이를 바탕으로 유한요소해석을 통해 소재의 다이 코너 반경부 및 측벽부의 요소 값을 확인하여 온간성형 시 발생하는 역굴곡 현상의 원인을 분석하였다.
본 연구를 통해 마그네슘 합금 판재의 온간 굽힘 성형 시 변형률 속도에 따른 유동응력 특성 차이로 인해 상온과는 다른 굽힘 변형 특성을 분석하고 보토밍의 필요성을 증명하였다. 이를 통해 친환경 자동차의 차량 경량화 기술을 위한 마그네슘 판재의 성형기술에 있어 본 연구의 필요성을 입증하였다.
목차
I. 서 론 11. 연구 배경 12. 연구 동향 23. 연구 목적 및 범위 5Ⅱ. 굽힘변형의 이론적 배경 61. 소재의 변형 62. 항복 조건 83. 탄소성 영역의 굽힘 이론 10Ⅲ. V-굽힘 공정에서 마그네슘 합금 판재의 변형 특성 201. 실험 개요 202. V-굽힘 실험 결과 243. V-굽힘 공정의 유한요소해석 324. V-굽힘 공정의 적용 사례 47Ⅳ. 2D-draw 굽힘 공정에서 마그네슘 합금 판재의 변형 특성 511. 실험 개요 512. 2D-draw 굽힘 실험 결과 543. 2D-draw 굽힘 공정의 유한요소해석 61Ⅴ. 결 론 67참고문헌 69Abstract 74
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