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유한요소 역 해석을 이용한 축대칭 다단계 박판성형에서의 공정변수 설계에 관한 연구
Design of Porcess Parameters in Axisymmetric Multi-step Deep Drawing by a Finite Element Inverse Method

조천수    (LG전자   ); 이충호    (한국과학기술원 기계공학과   ); 허훈    (한국과학기술원 기계공학과  );
  • 초록

    A finite element inverse method is introduced for direct prediction of blank shapes, strain distributions, and reliable intermediate shapes from desired final shapes in axisymmetric multi-step deep drawing processes. This mothod enables the determination of process disign. The approach deals with the Hencky's deformation theory. Hill's second order yield criterion, simplified boundary conditions, and minimization of plastic work with constraints. The algorithm developed is applied to motor case forming, and cylindrical cup drawing with the large limit drawing ratio so that it confirms its validity by demonstrating resonably accurate numerical results of each problem. Numerical examples reveal the reason of difficulties in motor case forming with corresponding limit diagrams.


  • 주제어

    블랭크 설계 .   성형 한계도 .   변형이론 .   한계 드러잉비 .   박판금속성형공정 .   공정변수.  

  • 참고문헌 (15)

    1. Further Development of Sheet Metal Forming Analysis Method , Majlessi, S. A.;Lee, D. , Trans. ASME, J. Eng. Industry / v.109,pp.330-337,
    2. 축대칭 프레스가공 제품의 변형률 예측기술과 변형 여유해석에서의 적ㅇ요 , 박기철;남재복;최원집;양동열(편);허훈(편);김용환(편) , 박판성형기술의 진보 / v.,pp.173-184,
    3. 전기찬 , 박판금속의 성형 / v.,pp.190-207,
    4. Determination of Blank Shapes for Drawing Process Design , Vogel, H.;Lee, D. , Int. J. Mech. Sci. / v.32,pp.891-503,
    5. Finite Element procedures for Strain Estimaitons of Sheet Metal Forming Parts , Guo, Y. Q.;Batoz, J. L.;Detraux, J. M.;Duroux, P. , Int. J. Numer. Methods Eng / v.30,pp.1385-1401,
    6. A theory of the yielding and plastic flow of anisotropic metals , Hill, R. , Proc. R. Soc. London A193 / v.,pp.281-297,
    7. Formability Topics-Metallic Materials , Levy, S.;Shinh, C. F.;Wilkinson, J. P. D.;Stinie, P.;McWilson, R. C.;B. Z. Niemeier;A. K. Schmieder;J .R. Newby , ASTM STP 647 / v.,pp.238-260,
    8. Determination of Blank Shapes for Drawing Irregular Cups Using an Electrical Anlogue Method , Zhaotao, Z.;Bingwen, L. , Int. J. Mech. Sci. / v.28,pp.499-503,
    9. Deep Drawing Convex Polygon Shell Researches on the Deep Drawing of Sheet metal by the Slip Line Theory , Jimma, T. , Japan Soc. Tech. for Plasticity / v.11,pp.653-670,
    10. 박판금속 성형공정에서의 블랭크 설계 및 변형률 예측 , 이충호;허훈 , 대한기계학회논문집(A) / v.20,pp.1810-1818,
         
    11. On discontinuous plastic states with special reference to localized necking in thin sheets , Hill, R. , J. Mech. Phys. Solids / v.1,pp.19-30,
    12. Plastic instability under plane stress , Swift, W. , J. Mech. Phys. Solids / v.1,pp.1-18,
    13. Modeling of Flange Deformation of Irregular Drawing Cups Using a Fiuid Analogy , Xueshan, L.;Bingwen, L. , Int. J. Mech. Sci. / v.28,pp.491-497,
    14. Plastic Instability and Fracture in Sheets Stretched over Rigid Punches , Keeler, S. P.;Backofen, W. A. , Trans. ASME. J. Eng. Industry. / v.56,pp.25-48,
    15. 플랜지 달린 원통형 디이프드로잉 공정설계 Expert System에 관한 연구 , 진인태;최재찬 , 한국소성가공학회 '94춘계학술대회 논문집 / v.,pp.109-117,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Kim, S.H. ; Kim, S.H. ; Huh, H. 2000. "Multi-stage Analysis of Elliptic Cup Drawing Processes with the Large Aspect Ratio by an Explicit Elasto-Plastic Finite Element Method" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics, 9(3): 313~319     
    2. Kim, S.H. ; Kim, S.H. ; Huh, H. 2001. "Tool Design in a Multi-stage Rectangular Cup Drawing Process with the Large Aspect Ratio by the Finite Element Analysis - Part I. Tool Design" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics, 10(2): 144~150     

 저자의 다른 논문

  • 이충호 (7)

    1. 1995 "SMC 압축성형 공정에 관한 유한요소해석" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics 4 (3): 204~213    
    2. 1996 "박판금속 성형공정에서의 블랭크 설계및 변형률 예측" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 20 (6): 1810~1818    
    3. 1997 "박판금속성형의 초기 블랭크 최적설계를 위한 삼차원 다단계 역해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 21 (12): 2055~2067    
    4. 1997 "3차원 자체접촉을 위한 유한요소해석에 의한 등속조인트 고무부트의 변형해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 21 (12): 2121~2133    
    5. 1998 "비대칭 시편의 딥드로잉 실험에 의한 박판금속의 성형한계도" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics 7 (1): 81~93    
    6. 1999 "원호 형상을 가지는 분말자석 단조성형공정에서의 예비성형체 설계" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics 8 (2): 135~142    
  • 허훈 (66)

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