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고온 금속 인장시편의 물성 추정을 위한 메타 모델 기반 최적화
신동석(D. S. Shin),전의식(E. S. Jeon),박대호(D. H. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
고온 공정이 수반되는 고강도 금속 소재는 소성 가공 결과 예측이 어렵고, 적용 범위가 제한적이다. 하지만 기계 부품들에 대한 환경 규제 및 안전 규정이 강화됨에 따라 고강도-경량 금속 소재가 적용되는 부품의 설계 및 제조와 관련된 연구는 지속적으로 증가하고 있다. FE 시뮬레이션의 물성 인자를 업데이트 하면서 고온 환경의 고강도-경량 금속 소재에 대한 비선형 거동을 예측하는 연구가 수행되고 있지만, 상온 및 고온에 대한 비선형 물성을 추정하기 위해 많은 자원을 소모해야 하는 문제가 있다. 본 논문은 고온 금속 인장 시편의 물성 추정을 효율적이고 정확하게 수행하기 위하여, 비선형 물성 메타 모델과 물성 인자에 대한 축적 인자를 적용하고 메타모델기반 최적화를 수행했다. 먼저 고강도 금속 소재에 대한 상온 인장 시험과 고온 인장 시험을 수행했고, FEMU 라 불리는 역해석을 통해 상온 인장 시험에 대한 물성 메타 모델과 물성 인자를 도출했다. 그리고 상온 인장 시험에 대한 결과를 이용하여 고온 인장 시험에 적합한 물성 메타 모델과 물성 인자를 도출했다. 이러한 연구 과정에서, 기존의 연구 방법 대비 RMSE의 차이와 유한요소해석 수행 횟수를 비교 분석했다.