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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 변재원
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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본 연구는 피닝온도가 압축잔류응력(Comoressed residual stress) 크기 및 분포에 미치는 영향을 분석하기 위해서 온간피닝(Warm peening) 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 온간에서 고강도 스프링강의 표면압축 잔류응력을 올리는 방법을 찾기 위해 표면을 국부 가열한 소재를 공기 압축식 쇼트피닝 장치를 이용하여 온간피닝 실험을 하였다. 유한요소법을 이용하여 쇼트피닝 과정을 해석하면 표면 상태와 잔류응력 분포를 예측할 수 있으므로 원하는 잔류응력 분포를 얻기 위한 쇼트피닝 조건을 비교적 쉽게 결정할 수 있는 장점이 있다. 따라서 온간피닝 실험을 모사할 수 있는 유한요소모델을 제안하고 기존의 연구논문에서 발표된 잔류응력측정결과를 활용하여 제안된 유한요소 모델의 유용성을 검증하였다. 본 연구자는 변형률 속도 영향 및 다중충돌을 고려한 유한요소해석을 상업용 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 실시하였다. 제안된 모델을 사용하여 온간쇼트피닝 실험을 모사(Simulation)하여 압축잔류응력이 최대가 되는 온도를 예측하였다. 연구에 사용된 소재는 스프링용 고강도강이다.
투사시간이 30초이면 피닝온도가 최대 잔류응력 값 변화에 영향을 주지 못하고 투사시간이 45초이면 피닝온도가 증가함에 따라 최대 압축잔류응력 값이 표면에서 33% 증가하고 최대 압축잔류응력 값은 24.9% 증가하였다. 하지만 피닝온도가 350°C 이상이 되면 이런 효과도 없어진다. 따라서 산업 현장에서 최대로 올릴 수 있는 온간 피닝온도는 350°C 정도이며, 피닝에 의한 표면조도 악화를 고려하면 온간피닝 현장에서 허용 가능한 피닝 온도는 250°C 정도라 판단된다.
투사시간이 30초이면 피닝온도가 최대 잔류응력 값 변화에 영향을 주지 못하고 투사시간이 45초이면 피닝온도가 증가함에 따라 최대 압축잔류응력 값이 표면에서 33% 증가하고 최대 압축잔류응력 값은 24.9% 증가하였다. 하지만 피닝온도가 350°C 이상이 되면 이런 효과도 없어진다. 따라서 산업 현장에서 최대로 올릴 수 있는 온간 피닝온도는 350°C 정도이며, 피닝에 의한 표면조도 악화를 고려하면 온간피닝 현장에서 허용 가능한 피닝 온도는 250°C 정도라 판단된다.
목차
요약 ⅰ표목차 ⅱ그림목차 ⅲⅠ. 서론 11.1 필요성 및 배경 11.2 목적 및 내용 3Ⅱ. 이론적 배경 42.1 쇼트피닝 개요 42.2 쇼트피닝의 효과 42.3 온간쇼트피닝 52.4 잔류응력 측정방법 5Ⅲ. 실험방법 및 재료 73.1 온간쇼트피닝 형태 선정 73.2 부품 및 세부 설명 83.3 온간쇼트피닝 실험 10Ⅳ. 온간쇼트피닝 유한요소해석 134.1 쇼트 피닝 모델링 및 경계조건 134.2 커버리지 및 반복투사 144.3 소재 모델 16Ⅴ. 결과 및 고찰 175.1 제안된 유한요소모델 검정 175.2 투사순서 및 잔류응력 추출위치 205.3 투사속도 및 사이클이 잔류응력분포에 미치는 영향 235.4 온간피닝 표면잔류응력 분포 실험 vs 유한요소해석 25ⅤI. 결론 28참고문헌 29영문초록 32감사의 글 33
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