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강소성 유한요소해석에서 Hourglass Control
Hourglass Control in Rigid-Plastic Finite Element Analysis

강정진    (서울대학교 대학원 기계설계학과   ); 오수익    (서울대학교 기계설계학과  );
  • 초록

    The finite element method, based on rigid-plastic formulation, is widely used to simulate metal forming processes. In order to improve the computational efficiency of the rigid-plastic FEM, one-point integration is used to evaluate the stiffness matrix with four-node rectangular elements and eight-node brick elements. In order to control the hourglass modes, hourglass strain rate components were introduced and included in the effective strain rate definition, Numerical tests have shown that the proposed one-point integration scheme reduces the stiffness matrix evaluation time without deteriorating the convergence behavior of Newton-Raphson method. Simulations of a ring compression, a plane-strain closed-die forging and the three-dimensional spike forging processes were carried out by using the proposed integration method. The simulation results are compared to those obtained by applying the conventional integraiton method in terms of the solution accuracy and computational efficiency.


  • 주제어

    강소성 유한요소법 .   1점 적분법 .   아워글래스 모드.  

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    1. 1996 "Inverse 해석에 의한 열전달계수 분포의 결정" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 20 (12): 3856~3870    
    2. 1998 "고무패드 변형의 3차원 유한요소해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 22 (1): 111~120    
    3. 1998 "고무패드 변형의 3차원 유한요소해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 22 (1): 121~131    
    4. 1998 "고무 패드 성형 공정의 유한요소 모델링" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 15 (9): 117~126    
    5. 1998 "화상처리법을 이용한 곡면변형률 측정 시스템의 개발" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics 7 (6): 575~585    
    6. 1999 "Al 6061 합금의 고온 소성변형 조건의 예측" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics 8 (6): 576~582    
    7. 2000 "Tube Hydroforming을 이한 굽힘 공정해석" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics 9 (3): 249~256    
    8. 2000 "Weld line위치에 따른 Hydroforming특성에 관한 연구" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics 9 (5): 504~511    
    9. 2000 "반응표면분석법을 이용한 알루미늄 판재 성형공정의 스프링백 저감에 관한 연구" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics 9 (5): 526~532    
    10. 2000 "Genetic Algorithm과 Neural Network을 이용한 Tube Hydroforming의 성형공정 최적화에 대한 연구" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics 9 (6): 644~652    

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