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주조 공정 시 열변형 예측과 제어를 통한 금형의 최적 설계에 관한 연구
The Optimum Design of Casting Process through Prediction and control of Thermal Deformation

최봉학   (한국생산기술연구원, 디지털설계센터CC0186930  ); 곽시영   (한국생산기술연구원, 디지털설계센터CC0186930  ); 김정태   (한국생산기술연구원, 디지털설계센터CC0186930  ); 최정길   (한국생산기술연구원, 디지털설계센터CC0186930  ); 이동일   (삼성정공(주)CC0101995  );
  • 초록

    The design of the Metal mold casting should consider several variables such as the material properties and shape of the mold. In particular, the thermal stress generated by the thermal expansion and contraction depending on the thermal gradient of the mold causes partial plastic deformation on the mold, which causes damage or fracture of the cast. Consequently, the thermal deformation along with thermal stress leads to thermal deformation of the cast itself. In this study, the temperature analysis of the cast and mold is simulated by FDM to control the thermal deformation and stress as a result of the thermal gradient of mold. Using the results from FDM simulation, the thermal deformation and stress are analyzed by FEM and, the optimal mold design with minimum thermal deformation of the cast is suggested.


  • 주제어

    FDM .   FEM .   AC4CH .   GCD50 .   Thermal stress .   Thermal deformation .   Cast Mold Design.  

  • 참고문헌 (8)

    1. J. K. Choi, 'Prediction of Casting Defects and Control of Casting Process by Computer Simulation', Ph D Thesis, (1992) 4-9 
    2. S. H. Min, O. S. Kim, and B. K. Koo, J. Kor. Foundrymen's Soc., 'A Study on the Temperature Distribution of Metal Casting Mould', 11 (1) ( 1991 )79-84 
    3. J. Gilbert Kaufman, ASM International, 1999, 'Properties of Aluminum Alloys', p.258 
    4. S.Y. Kwak and C. D. Cho, Journal of The Korea Society for Heat Treatment, 2001, 'Thermal Stress Analysis Field Data Conversion between FDM and FEM', 14(4) 1-7 
    5. C. M. Park, W. S. Kim, and G. J. Park, Journal of the Korean Society of Mechanical Engineers, 'Analysis of Thermal Stress and Deformation of Casting Roll in Twin Roll Strip Casting Process', 26(9) (2002) 1943-1951     
    6. S. Kajiwara and K. Onishi, J. Iron and Steel Inst., 'Temperature and Deformation of Strip Caster's Mold Roll', 86(2) (2000) 303-345 
    7. S.-Y. Kwak, C.-H. Lim, J.-H. Hong, J.-K. Choi, and N. Arai, Journal of Computational Fluid Dynamics, 'Thermo-fluidstress Analysis by a Hybrid Technique of FDM and FEM,' 12(4) (2004) 638-646 
    8. O. S. Kim, B. K. Koo, and S. H. Min, J. Kor. Foundryrnen's Soc., 'Analysis on the Elasto-Plastic Thermal Stress and Deformation of Metal Casting Mould by FEM(Finite Element Method)', 13(1) (1992) 81-92 

 저자의 다른 논문

  • 최봉학 (1)

    1. 2005 "상변태 예측 및 열응력 해석에 의한 CrMoSC1 강의 열처리 공정 설계" 열처리공학회지 = Journal of the Korean society for heat treatment 18 (4): 247~255    
  • 곽시영 (5)

  • 김정태 (7)

  • 최정길 (12)

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