본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

실리콘 강판 압연시 에지크랙 발생에 관한 유한요소해석
Finite Element Based Edge Crack Analysis of Silicon-Steel Sheet in Cold Rolling

변상민    (동아대학교 기계공학과   ); 이재현    (동아대학교 기계공학과 대학원   ); 김상록    (동아대학교 기계공학과 대학원   ); 장윤찬    (중앙대학교 기계공학과 대학원   ); 나두현    (중앙대학교 기계공학과 대학원   ); 이종빈    (포스코 기술연구소   ); 이규택    (포스코 기술연구소   ); 송길호    (포스코 기술연구소   ); 이성진    (포스코 기술연구소  );
  • 초록

    본 논문에서는 냉간압연 중에 실리콘 강판의 에지부에 발생하는 크랙을 해석하는 방법을 제시하였다. 본 방법은 손상역학의 개념에 기초하여 소재의 변형 중 발생하는 손상개시와 손상진전 및 파괴의 형태로 순차적으로 해석하는 기법이다. 이를 통해 압연 중에 크랙 발생 유무와 발생 후 크랙의 진전된 길이 및 형상을 예측할 수 있다. 소재의 파괴물성치는 일반 판상시편 및 노치 판상시편의 인장실험을 통해서 도출하였다. 압연중 발생하는 에지크랙 해석결과가 얼마만큼 정확한지 평가하기 위해서 시험압연기를 통해 얻은 압연시편과 직접 형상 비교를 수행하였다. 크랙의 길이 및 방향 측면에서 본 해석기법의 예측정도가 실험에 상당부분 근접함을 알 수 있었다. 마지막으로 실리콘 강판의 실제 압연공정으로 에지크랙 해석을 수행하여 초기크랙 길이 및 압연기 출측 강판 감기 인장력에 따른 크랙 진전 거동에 대해 분석하였다.


    In this paper an finite element approach for the edge crack analysis of silicon-steel sheet during cold rolling is presented. Based on the damage mechanics, the proposed approach follows the analysis steps which are composed of damage initiation, damage evolution and fracture. Through those steps, we can find out the initiation instant of crack and resulting propagated length and shape of the crack. The material constants related to fracture is experimentally obtained by tension tests using standard sheet-type specimen and notched sheet-type specimen. To evaluate the prediction accuracy, we performed a pilot rolling test with a initially notched sheets. It is shown that the results obtained by the approach converged to the experimental one concerning about the direction and length of propagated crack. The capability of the proposed one is demonstrated through the application to the actual silicon-steel rolling mill.


  • 주제어

    에지크랙 .   냉간압연 .   실리콘 강판 .   손상개시 .   손상진전 .   초기크랙.  

  • 참고문헌 (8)

    1. Espenhahn, M., Giermann, G. (1988) Modernization of A Cold Rolling Mill for High-alloy Si Strips, Metall. Plant Technol., 11, pp.70-76 
    2. Hooputra, H., Gese, H., Dell, H., Werner, H. (2004) A Comprehensive Failure Model for Crashworthiness Simulation of Aluminium Extrusions, Int. J. Crashworthiness, 9, pp.449-464 
    3. Hilbert, H.G., Roemmen, H.J., Boucke, K.E. (1976) MKW Cold Mill - Rolling Silicon Steel Strip, Iron and Steel Engineer, pp.25-31 
    4. Lemaitre, J. (1996) A Course on Damage Mechanics, Springer, Berlin 
    5. Roberts, W.L. (1978) Cold Rolling of Steel, Marcel Dekker, New York and Basel 
    6. Abaqus$^{\circledR}$ Version 6.7-2 (2007) User Manual, Volume III: Materials 
    7. Nishiura, N. (1998) Fundamental Study on Edge Crack Occurrence in Cold Rolling, Proc. Current Advances in Materials and Processes, Program of the 136th ISIJ Meeting, Sept. 28-30, pp.1000 
    8. Ginzburg, V.B. (1989) Steel-Rolling Technology: Theory and Practice, Marcel Dekker, New York and Basel 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Chang, Seongmin ; Moon, Janghyuk ; Cho, Kyeongjae ; Cho, Maenghyo 2013. "Stress-diffusion Full Coupled Multiscale Simulation Method for Battery Electrode Design" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, 26(6): 409~413     

 저자의 다른 논문

  • 변상민 (12)

    1. 2009 "회귀분석에 의한 모터싸이클 브레이크 디스크의 열변형량에 관한 연구" 윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers 25 (2): 102~107    
    2. 2010 "실리콘 강판 냉간압연 중 발생하는 롤갭 형상변화에 의한 가공파손에 관한 실험적 분석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 34 (9): 1299~1304  
    3. 2011 "보강롤 구동 4 단 냉간압연기에서 작업롤의 수평하중 거동분석과 안정위치 결정을 위한 해석적 및 수치적 고찰" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 35 (9): 977~982  
    4. 2011 "후판 압연공정에서 폭방향 비대칭 변형거동 예측 및 설정모델에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 35 (11): 1437~1443  
    5. 2012 "점진성형의 공정평가를 위한 유한요소해석에서 묘사기법 적용에 관한 비교 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 36 (9): 1073~1080  
    6. 2013 "열간 조압연에서 선·후단부 캠버를 저감하기 위한 사이드 가이드에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 37 (2): 205~212  
    7. 2013 "다단 후판압연에서 평면형상 및 실수율 고찰을 위한 수치적, 실험적 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 37 (9): 1117~1125  
    8. 2016 "열간 조압연공정에서 판 캠버 저감을 위한 사이드 가이드 동적설정에 관한 연구" 한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers 15 (1): 34~41    
    9. 2017 "뇌동맥류 혈액유입 저감을 위한 스텐트 형상에 관한 전산유체해석" 한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers 16 (1): 42~50    
    10. 2017 "Ductile Cast Iron (DCI) 롤의 마모 특성 고찰 및 마모계수 도출을 위한 실험적 연구" 윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers 33 (3): 98~105    
  • 이재현 (2)

  • 김상록 (1)

  • 장윤찬 (1)

  • 나두현 (2)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기