냉장고 낙하시 하힌지 동적변형 해석

홍석무,최용찬,엄성욱,김홍래,현홍철,Hong, Seokmoo,Choi, Yong Chan,Eom, Seong-Uk,Kim, Hong Lae,Hyun, Hong Chul 대한기계학회 2015 대한기계학회 논문집. Transactions of the KSME. C, 산업기술과 혁신 Vol.3 No.1

본 연구에서는 유한요소해석으로 냉장고 낙하충격에 대한 하힌지의 변형거동을 분석했다. 우선 하힌지 및 하부포장재 동적물성 확보를 위해 각각 속도 별 굽힘시험과 압축시험을 수행했다. 이어 시험에서 얻은 하중-변위곡선과 유사한 거동을 나타내는 하힌지 및 하부 포장재의 유동응력식을 역공학으로 얻었다. 확보한 물성데이터를 이용해 LS-DYNA로 낙하해석을 수행해, 낙하시 냉장고 자체 및 하힌지 변형거동을 분석했다. 최종적으로 3D 측정으로 분석한 실 냉장고 낙하시험으로, 낙하해석 모델의 유효성을 검증했다. 본 연구에서 제시한 해석모델은 추후 하힌지 및 포장재의 내 충격설계 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다. In this paper dynamic deformation of lower hinge of refrigerator is simulated using dynamic finite element analysis while refrigerator is being dropped. The flow stress curves considering velocity dependency of hinge and lower packing material are determined through bending test and compression test at several dropping speeds. The determined material properties and flow stress from reverse engineering were used as input data for refrigerator's drop test using a dynamic finite element analysis software LS-DYNA. Additionally the result between CAE and 3D deformation measurement from real refrigerator drop test are compared and the result shows that the proposed analysis model is very useful to design lower hinge and lower packing endurable to the impulsive drop impact.

HSS강판 판재성형 시 스프링백 최소화를 위한 드로우 비드 최적 설계

홍석무(Seokmoo Hong),황지훈(Jihoon Hwang) 한국생산제조학회 2014 한국생산제조학회지 Vol.23 No.4

스탬핑 공정에서 프레스, 금형, 제품의 과학적 분석을 위한 3D 측정기술

홍석무(Seokmoo Hong) 한국소성가공학회 2018 박판성형 심포지엄 Vol.2018 No.3

에어컨 실내기 사출 조립품의 열 변형 3D측정과 유한요소해석

홍석무(Seokmoo Hong),황지훈(Jihoon Hwang),김철곤(Cheulgon Kim),엄성욱(Seong-uk Eom) 한국생산제조학회 2015 한국생산제조학회지 Vol.24 No.2

DP980 판재의 파단한계 정밀측정을 위한 DIC 방법론

김민수(Minsoo Kim),홍석무(Seokmoo Hong) 대한기계학회 2018 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2018 No.4

2차원 DIC 기법 적용을 위한 2D 이미지 보정 수치 해석 기법

김원섭(Wonseop Kim),홍석무(Seokmoo Hong) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.4

최근의 DIC (Digital Image Correlation) 기술은 인장 시험 중 동적 변형을 측정하는 데 사용되고 있다. 표준 인장시험 방법은 진응력 - 진변형 곡선을 계산하기 위해 두 표점 거리 간 측정된 평균 변위를 사용한다. 따라서, 진응력 곡선은 균일 연신 구간, 즉 네킹 변형 시작점까지만 유효하다. 반면에, DIC를 사용한다면, 전체 측정 영역에서 국부 변형을 측정할 수 있기 때문에 변형률 및 변형률 속도의 유효한 범위가 인장 시편이 파단될 때까지 확장될 수 있다. 이러한 장점 때문에 연구 및 산업 분야에서 많은 광학 3D 측정 시스템이 도입되고 사용되었지만 기존의 3D 측정 시스템은 측정하기에 너무 비싸고 시간이 많이 소요된다. 또한 장비 크기로 인해 휴대가 불편한 단점이 존재한다. 본 논문에서는 기존의 스마트 폰을 이용한 2D DIC 측정 방법과 수치 해석 기법을 사용하여 2D 측정 영상 데이터의 오차를 개선한 2D 영상 보정 방법을 수행 하였다. 2D DIC 수정 제안 된 방법의 결과는 3D 측정 장비의 정확도에 비해 더 높은 정확도를 보였다. 결론적으로, 제안 된 2D DIC 및 보정 방법이 정확하고 신속한 측정 결과를 제공한다는 것이 입증되었다. Recently, digital image correlation (DIC) techniques have been used to measure dynamic deformation during tensile testing. The standard tensile test method measures the average displacement of the relevant specimen to calculate the true stress-strain curve. Therefore, the validity of the true stress curve is restricted to the stress incurred within the uniform stretching interval, i.e., the maximum stress corresponds to the starting point of the necking deformation. Alternatively, if DIC is used, the effective range of the strain and strain rate can be extended to the breaking point of the tensile specimen, because of the feasibility of measuring the local strain over the entire area of interest. Because of these advantages, many optical 3D measurement systems have been introduced and used in research and industry. However, the conventional 3D measurement systems are exceedingly expensive and time consuming. In addition, these systems have the disadvantage of a very large equipment size which makes their transport difficult. In this study, a 2D image correction method employing a 2D DIC measurement method in conjunction with a numerical analysis method is developed using a smartphone. The results of the proposed modified 2D DIC method yielded higher accuracy than that obtained via the 3D measurement equipment. In conclusion, it was demonstrated that the proposed 2D DIC and calibration methods yield accurate measurement results with low time costs.

다이캐스팅 금형의 내구 수명평가와 금형강 소재 선정에 대한 연구

김진호(Jinho Kim),홍석무(Seokmoo Hong),이종찬(Jong-chan Lee) 한국기계가공학회 2013 한국기계가공학회지 Vol.12 No.3

In Die casting process, the problem of die degradation is often issued. In oder to increase of die life the material degradation of die steel was investigated using test core pins. Three test core pins were positioned in front of the gate entry and observed washout and soldering resistance during Mg die casting process. The test parameters are set as different commercial die materials, coatings condition and hardness of die surface. Usign 220t magnesium die casting machine was employed to cast AZ91 magnesium alloys. After 150 shots, macroscopic observation of die surface was carried out. Additional 50 cycles later, test pins were chemically cleaned with 5% HCl aqueous solution to find out the existence of washout and soldering layers. Microstructural characterization of die surface and the die roughness measurement were performed together. Computational simulation using AnyCasting program was also beneficial to correlate the extent of die damage with the position of test pin inside die cavity. As results, the optimal combination of die steel with productive coating as well as its hardness was drawn out. it will be helpful to decide the material and condition considering increasing of tool life.

유한요소 해석과 역설계 기법을 활용한 ERW파이프 열영향부 기계적 물성 획득

이상민(Sangmin Lee),홍석무(Seokmoo Hong) 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.3

ERW 파이프(ERW Pipe) 제조 시 프레스 성형 이후 용접을 하여 이음부를 접합한다. 이때 용접부 주변에 열이 가해지게 되고 이로 인해 열영향부(Heat Affected Zone, HAZ)가 생기게 된다. HAZ 부는 열로 인한 조직의 변화에 의해 모재보다 경도가 증가하고 연성이 감소하게 되는데, 이러한 HAZ 부의 특성에 의해 유한요소해석을 이용한 파이프 인장 및 굽힘 시험 예측이 어려운 문제가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 파이프에서 모재 부분과 HAZ 부분을 나누어 물성을 적용하여 유한요소 해석을 진행해 HAZ 부 물성 획득 방법을 제시하였다. 먼저 파이프의 정확한 물성 측정을 위해 와이어 커팅을 이용하여 평면이 아닌 아치형 시편을 제작하였고, 이를 위한 지그를 제작하여 단축 인장 시험을 진행하였다. 이 때, 아치형 시편의 정확한 면적 변화를 측정하기 위해 디지털 이미지 상관기법(Digital Image Correlation, DIC)을 이용하여 변형률을 측정하였다. 이후 시험을 통해 획득한 모재의 물성을 사용해 유한요소 해석과 역설계 기법을 활용하여 HAZ 부의 물성을 예측하였다. 이를 검증하기 위해 파이프 원형의 단축 인장 시험을 위한 지그를 추가로 제작하여 시험을 진행했고, 앞서 예측한 HAZ 부의 물성을 사용하여 유한요소 해석을 진행하여 비교하였다. 하중-변위 곡선 비교 시 실험값과 해석을 통해 예측한 값이 근사하였고, 앞서 획득한 물성의 유효성을 검증하였다. An ERW pipe is manufactured by welding surfaces together after a rolling process. A heat-affected zone (HAZ) is generated where heat is applied. The HAZ is harder and less ductile than the base material due to microstructural changes. The material inhomogeneity makes it difficult to numerically predict the material behavior in the tensile test of pipes. To solve this problem, a method of obtaining HAZ properties is presented by applying finite element analysis (FEA) and dividing the pipe into the base material and the HAZ part. An arch-shaped specimen was manufactured using wire cutting to accurately measure the properties of a pipe, and a jig was manufactured to conduct a short-axis tensile test. The strain was measured using digital image correlation (DIC) to measure the exact area change of the arched specimen. Based on the properties of the base material, FEA was performed to predict the material properties of the weld and the HAZ. For validation, another jig was manufactured for tensile tests with complete pipes. Comparison of the force-displacement curves from FEA and experimental data showed good agreement, and the validity of the obtained physical properties was verified.

판상제품의 세라믹 사출 시 공정변수 영향 분석

김진호(Kim, Jin-Ho),홍석무(Hong, Seokmoo),황지훈(Hwang, Jihoon),이종찬(Lee, Jong-Chan),김낙수(Kim, Naksoo) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.5

세라믹 사출공정(CIM)은 산업 분야 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있는 공정 중 하나로, 점차 의료용 전자기기의 부품 등으로 확대 적용되고 있다. 본 연구에서는 FEM 해석을 통해 CIM의 공정변수가 제품의 품질에 미치는 영향을 분석했다. 단순평판 형상의 해석결과를 기초로 구멍이 있는 형상, 모서리부가 둥근 형상 및 측벽 구조가 있는 형상 등과 비교 분석했다. 구멍이 있는 형상의 경우, 구멍 주변에 밀도분포가 고르지 못하며 용접선(weld-line)과 같은 결함이 발생할 수 있음을 예측할 수 있었다. 반면 제품의 모서리부 반경이 크면 성형성 및 유동성이 좋아지는 것을 확인했다. 따라서 CIM 공정변수 뿐만 아니 라 제품의 형상변수도 고려해야 한다. 해석결과 온도, 초기분율, 속도 등의 공정변수는 제품의 품질 향상을 위한 중요한 설계 변수가 될 수 있음을 확인할 수 있었다. Ceramic Injection Molding (CIM) is one of wide used processes in industry field and the applications are gradually being expanded to parts of medical and electric devices. In this study, the CIM process were analyzed with FEM and process parameters were studied and analyzed the effect on product quality. The shape of simple flat plate was compared to the shapes with the hole, with the round corner portion or with the side wall portion. If there are holes then the hole around the uneven density distribution and the defects such as weld lines could be occurred. The Large radius of the corners of the product give good formability and fluidity. Not only the shape parameters of product but also the process parameters during CIM are studied. The simulation results showed that the process parameters of temperature, initial fractions and velocity are important design parameters to improve the quality of products.

볼트형 피에조센서를 이용한 자동차 판재 성형 해석용 마찰계수 결정

이상민(Sangmin Lee),홍석무(Seokmoo Hong) 한국자동차공학회 2022 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2022 No.11