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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김흥규
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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최근 차량 연비와 승객 안전도 요구 증가에 따라 자동차 산업에서는 경량화 및 고강도화에 대한 연구가 강조되고 있다. 그 중에서 핫스탬핑 공정은 1.3GPa 이상의 초고장력 강판 제조가 가능한 공법이다. 이는 성형과 열처리를 동시에 수행함으로써 성형성 및 부품 강도를 향상시킬 수 있다. 핫스탬핑 공정은 Mechanical field, Thermal field, Metallurgical field를 모두 고려해야 하는 복잡한 기술이다. 그러나 아직 이에 대한 공학적 정보가 부족하므로 기계적인 측면뿐만 아니라 열전달, 상변태 등을 고려하여 연구를 수행할 필요가 있다.
본 연구에서는 세 가지 측면을 모두 고려하여 연구를 수행하였다. 연구 목표는 핫스탬핑 성형공정 분석 및 부품 강도 특성을 평가하고, 강도 특성을 반영한 차체 부품 충돌 해석을 통해 부품 충돌 성능을 분석하는 것이다.
핫스탬핑 공정은 열간 성형이므로 접촉 열전달계수와 같은 열적 변수를 고려해야 한다. 이를 위해 역분석기법에 의한 핫스탬핑 공정 중 금형과 소재 간의 접촉 열전달계수를 예측하여 열분석 기술을 개발하였다.
핫스탬핑 공정의 열-기계적 반복 사이클로 인해 금형에 반복적인 부하가 작용하고 이로 인해 금형의 기계적 특성이 저하된다. 따라서 금형에 작용하는 응력 이력을 도출하고 피로 수명을 분석하여 금형 내구성을 평가하였다.
핫스탬핑 공정의 열적 특성은 소재 상변태에도 영향을 준다. 특히, 공정 조건과 공정 중 접촉 상태에 따라 소재 부위 별로 상분율이 달라지며 이는 부품 강도 특성에 영향을 미친다. 부품 강도 특성을 분석하기 위해 핫스탬핑 공정 중 소재 부위 별 상분율 거동 및 경도를 예측하였다.
추가적으로 소재 강도 특성을 반영한 차체 부품 충돌 해석을 수행하였다. 충돌 해석을 통해 핫스탬핑 부품의 충돌 성능을 분석하고 부품의 기계적 특성이 충돌에 미치는 영향을 관찰하였다.
이번 연구를 통해 핫스탬핑 성형공정 분석을 위해 열분석 기술을 개발하였고 이를 고려하여 금형과 소재 각각의 측면
에서 대해서 연구를 수행하였다. 이를 통해 열특성이 각각의 측면에 미치는 영향을 관찰함으로써 핫스탬핑 공정에서의 열특성 분석의 중요성을 확인할 수 있었다. 또한, 소재 강도 특성을 반영한 충돌 해석을 수행하여 부품 충돌 성능과 기계적 특성이 충돌에 미치는 영향을 분석하였다.
향후 부품 부위 별 강도 조절을 통해 파괴 인성을 향상시킬 수 있는 핫스탬핑 공정 기술에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구에서는 세 가지 측면을 모두 고려하여 연구를 수행하였다. 연구 목표는 핫스탬핑 성형공정 분석 및 부품 강도 특성을 평가하고, 강도 특성을 반영한 차체 부품 충돌 해석을 통해 부품 충돌 성능을 분석하는 것이다.
핫스탬핑 공정은 열간 성형이므로 접촉 열전달계수와 같은 열적 변수를 고려해야 한다. 이를 위해 역분석기법에 의한 핫스탬핑 공정 중 금형과 소재 간의 접촉 열전달계수를 예측하여 열분석 기술을 개발하였다.
핫스탬핑 공정의 열-기계적 반복 사이클로 인해 금형에 반복적인 부하가 작용하고 이로 인해 금형의 기계적 특성이 저하된다. 따라서 금형에 작용하는 응력 이력을 도출하고 피로 수명을 분석하여 금형 내구성을 평가하였다.
핫스탬핑 공정의 열적 특성은 소재 상변태에도 영향을 준다. 특히, 공정 조건과 공정 중 접촉 상태에 따라 소재 부위 별로 상분율이 달라지며 이는 부품 강도 특성에 영향을 미친다. 부품 강도 특성을 분석하기 위해 핫스탬핑 공정 중 소재 부위 별 상분율 거동 및 경도를 예측하였다.
추가적으로 소재 강도 특성을 반영한 차체 부품 충돌 해석을 수행하였다. 충돌 해석을 통해 핫스탬핑 부품의 충돌 성능을 분석하고 부품의 기계적 특성이 충돌에 미치는 영향을 관찰하였다.
이번 연구를 통해 핫스탬핑 성형공정 분석을 위해 열분석 기술을 개발하였고 이를 고려하여 금형과 소재 각각의 측면
에서 대해서 연구를 수행하였다. 이를 통해 열특성이 각각의 측면에 미치는 영향을 관찰함으로써 핫스탬핑 공정에서의 열특성 분석의 중요성을 확인할 수 있었다. 또한, 소재 강도 특성을 반영한 충돌 해석을 수행하여 부품 충돌 성능과 기계적 특성이 충돌에 미치는 영향을 분석하였다.
향후 부품 부위 별 강도 조절을 통해 파괴 인성을 향상시킬 수 있는 핫스탬핑 공정 기술에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
목차
목 차목 차 ⅰList of Figures ⅲList of Tables ⅴ국문요약 ⅵ1. 서 론 11.1 연구 배경 및 목적 11.2 연구 내용 31.3 연구 동향 51.3.1 국내 관련 분야 연구 동향 51.3.2 국외 관련 분야 연구 동향 52. 핫스탬핑 실험 및 분석 62.1 대상 부품 62.2 공정 순서 및 조건 72.3 재료 물성 82.4 실험 결과 분석 83. 유한요소해석을 통한 핫스탬핑 공정 분석 123.1 공정 모델링 123.2 재료 물성 133.3 접촉 열전달계수 예측 173.4 핫스탬핑 금형 내구수명 평가 313.5 소재 상변태 분석을 통한 강도 특성 평가 394. 차체 부품 충돌 성능 유한요소해석 514.1 강도 특성 적용 514.2 차체 부품 충돌 시험을 통한 강도 특성 평가 555. 결 론 69Reference 70Abstract 72
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