RISS논문 번역(한국어 원본)Yoshida-Uemori 모델을 이용한 Al 합금 판재의 스프링백 예측
스프링백은 판재 성형 후 하중을 제거 하였을 때 판재의 탄성 회복에 의해 발생하게 되며, 고장력강판 및 알루미늄 합금에서 크게 발생하게 된다. 이러한 스프링백의 예측은 경화식이 가장 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 최근 스프링백 예측을 위해 다양한 연구가 수행되고 있으며 특히 Yoshida-Uemori model은 고장력강판의 스프링백 예측에 적합함을 보여주고 있다. 본 연구에서는 Al 합금 판재의 1050, 3003 그리고 5052계열의 인장시험 및 인장-압축 시험을 진행하였다. 그리고 시험결과를 통해 Yoshida-Uemori model에 필요한 계수들을 구하였다. 또한 이를 적용하여 상용 유한요소 프로그램인 PAM-STAMP를 사용하여 Al 합금 판재의 스프링백을 예측하여 잘 맞음을 보였다.
반복 하중에 의한 탄성계수 변화와 마그네슘 합금 판재의 스프링백 예측
마그네슘 합금 판재는 우수한 경량합금 재료로 자동차 산업 및 전자 산업에서 응용이 기대된다. 하지만 마그네슘 합금은 항복강도와 경화거동에서 큰 비대칭성과 이방성을 보이는 등 특이한 기계적 거동을 보인다. 본 논문에서는 최근 개발된 인장-압축 시험기를 이용하여 마그네슘 합금 판재의 반복하중에 따른 탄성계수 변화를 측정하고 이에 따른 파라미터를 산출 하였다. 반복하중 시험 시 변형률에 따라서 탄성계수가 증가하는 경향을 나타내고, 이러한 경향을 바탕으로 스프링백 예측을 하였다.
용접부 특성을 고려한 MIG 용접시편의 강도해석
용접된 구조물의 구조해석시 용접부에 대한 표현은 모델링 방법 및 재료데이터(Material data) 확보의 문제로 인해 강체(Rigid body)로 표현하거나 용접부를 두께로 조절하는 것이 일반적이다. 이와 같은 방법은 모델링이 쉽고, 해석시간(Analysis time)에 영향을 받지 않는다는 장점이 있지만, 구조물의 기계적 거동을 잘 표현할 수 없다. 따라서, 본 논문은 MIG용접된 구조물의 효과적인 용접부 표현을 위해 용접부 모델링 방안을 제시하고자 하였다. 용접 방법에 따른 3가지 시편(Specimen)을 제작하고, 용접부의 유한요소모델(Finite element model) 구성을 위해 경도측정기를 이용하여 용접부 관찰 및 경도 측정(Hardness test)을 수행하였다. 경도와 강도(Strength)의 관계식을 이용하여 열영향부(HAZ)와 너겟부(Nugget)의 재료데이터(Material data)를 확보하였으며, 용접부의 잔류응력(Residual stress) 및 변형양상(Deformation shape)을 확인하기 위해 용접 모사 해석(Welding Analysis)을 수행하였다. 또한, 용접시편의 강도시험 결과와 비교하였으며, 기존 모델링 방법과 비교하여 신뢰성을 평가하였다.
고무 재료의 점탄성 시험기 개발 및 평가
고무 재료의 부품들은 탄성 복원력이 뛰어난 특징을 가지고 있지만, 시간이 지남에 따라 영구변형이 발생하여 그 기능을 잃어버리게 된다. 따라서 고무 재료의 부품들은 영구변형량을 미리 예측하여 설계 단계에서부터 반영되어야 한다. 고무 재료의 영구 변형은 물리적인 또는, 화학적인 변화로 인해 발생되는데 대표적인 물리적인 변화는 점탄성이 있으며 크리프 시험이나 응력 완화 시험을 통해 얻은 데이터들을 이용하여 해석적으로 영구변형의 예측이 가능하다. 본 연구에서는 해석적으로 경도에 따른 고무 재료에 대해 영구변형을 예측하였다. 이를 위하여 저비용 고효율의 고무 재료용 점탄성 시험기를 제작하여 고무 재료의 크리프 시험 및 응력완화 시험을 수행하였으며, 그 데이터를 이용하여 시간에 따른 고무 재료의 물리적인 변화를 해석적으로 구현하였다. 또한 영구변형이 발생한 고무재료와 해석 결과를 비교하여 점탄성 시험기의 신뢰성을 평가하였다.
제목: 고무 부쉬를 고려한 리어 트레일링 암의 좌굴해석 및 설계변수 연구
리어 트레일링 암은 자동차 후방에 장착되어 타이어에 가해지는 외력을 흡수하며, 승차감을 향상시켜 주는 역할을 한다. 리어 트레일링 암은 높은 강도 및 내구성을 요구하며, 각 회사마다 자체적인 평가 방법을 가지고 있다. 본 논문은 리어 트레일링 암의 강도해석 및 성능 향상 방안을 강구하기 위해 수치해석적인 접근 방법을 적용하였다. 리어 트레일링 암에 장착되어 있는 고무 부쉬는 솔리드 요소를 이용하여 표현하는 것이 가능하지만, 모델링 및 해석시간의 문제가 따르기 때문에 1D 요소를 이용하여 유한요소모델을 구성하였다. 1D 요소는 고무부쉬의 각 방향별 강성으로 표현되었으며, 시험과 해석의 비교를 통해 그 신뢰성을 확인하였다. 또한, 리어 트레일링 암은 주행시 좌굴 하중을 받는 것이 특징이기 때문에 단품에 대한 좌굴시험 및 강도해석을 통해 현재 양산되고 있는 제품을 평가하였으며, 취약부위를 분석하여 충분한 강성을 확보할 수 있도록 설계변수 연구가 수행되었다. |
RISS논문 번역(영어 번역본)Prediction of Springback for Al Alloy Sheet using Yoshida-Uemori Model
Springback is caused by the recovery of elasticity of a flat-rolled metal, which occurs when the forming force is released from a flat-rolled metal. Springback takes place in a large degree when a high strength steel plate or Al alloy sheet is processed. It has been known that hardening model is the most efficient for the prediction of springback. Recently, various researches have been carried out. In particular, Yoshida-Uemori model has been proved to be the most suitable for forecasting the springback of a high strength steel plate. In this paper, Uniaxial tension tests and cyclic loading tests(T-C-T, C-T-C) were conducted on the 1050 Al alloy sheet, 3003, and 5052 series. And based on the test results, coefficients required for Yoshida-Uemori model have been figured out. In addition, the test results were put into commercial finite element program PAM-STAMP to predict the springback of Al Alloy sheet and the outcome has been proved to be quite accurate.
Elastic modulus change caused by cyclic loading and Prediction of springback for magnesium alloy sheet
Magnesium alloy sheets have an excellent light weight property,. Therefore, they are expected to be used in automotive and electronic industries. However, magnesium alloys have unique mechanical properties such as high in-plane anisotropy/asymmetry in yield stress and hardening behavior. In this paper, the change in elastic modulus caused by cyclic loading has been measured and the resultant parameters have been figured out. In this process, a recently developed tension-compression tester was used. In the cyclic loading test, elastic modulus tended to increase as the strain got stronger. Based on the tendency, springback prediction was made.
Numerical Strength Analysis of MIG Welding Specimen in Consideration of Weld Zone Characteristics
In the analysis of welded structures, the weld zone is generally described to be a rigid body or represented by its thickness, due to the difficulties in finding a suitable modeling method and in collecting material data. This method has advantages of making modeling easy and free from the influence of analysis timespan. However, it is difficult to depict the mechanical property of the structure in this method. Therefore, this paper will present a weld zone modeling program in order to efficiently describe the weld zone of MIG welded structures. We have built 3 specimens on the basis of welding method, and have observed the weld zone and have measured its hardness, using hardness tester, in an effort to formulate the finite element model of the weld zone. Using relational expression of hardness and strength, we have collected material data of HAZ and nugget, and have performed the welding analysis in order to check out the residual stress and the deformation shape of the weld zone. Besides, we have compared the outcome with the results of the strength analysis of the weld specimens, and have evaluated the reliability of the modeling in comparison with the existing modeling methods.
Development and Evaluation of viscoelastic tester for rubber material
Parts made of rubber material are characterized by the excellent elastic recovery. However, as time goes by, they suffer permanent deformation and thereby lose their property of elastic recovery. Therefore, the possibility of the permanent deformation of the rubber parts must be predicted and be reflected at the stage of designing. The permanent deformation of rubber material occurs due to the physical or chemical change. The most conspicuous change takes place in viscoelasticity. The permanent deformation can be analytically predicted by use of the data collected from the creep test and the stress relaxation test. This paper has made an analytical forecast of the permanent deformation on rubber material with relation to its hardness. To this end, we have manufactured a low-cost high-efficiency viscoelastic tester for rubber material and have conducted the creep tests and the stress relaxation tests on rubber material. Based on the data collected from the tests, the physical change in the rubber material with relation to the time span has been analyzed. In addition, we have evaluated the reliability of viscoelastic tester by comparing rubber material, which had actually suffered permanent deformation, with the result of the analysis.
Research on Buckling Impact Analysis and Design Variables of Rear Trailing Arm, With Rubber Bush taken into account.
Installed in the rear side of an automobile, the rear trailing arm absorbs the external forces inflicted on the tire and thereby improves the ride quality. High degrees of strength and durability are prerequisite to the rear trailing arm. Each automobile maker has its own evaluation method. This paper has adopted the approach of a numerical analysis in order to figure out a method for strength analysis and for performance enhancement of the rear trailing arm. The rubber bush fitted into the rear trailing arm can be described by use of solid elements. However, this approach requires modeling and analyzing, and therefore is time-consuming. For that reason, we have decided to formulate a finite element model using 1D element. 1D element has been expressed in stiffness of each direction. Its reliability has been confirmed by the comparison of the tests and the analyses. In addition, since the rear trailing arm absorbs the buckling impact while an automobile is in motion, we have appraised the quality of the currently mass-produced products through the test of the buckling impact on and the analysis of the strength of a unit. We also conducted a survey on the design variables to analyze the weak points in an attempt to gain a sufficient strength. |
