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김하성(Hasung Kim),김민수(Minsoo Kim),이형일(Hyungyil Lee),김낙수(Naksoo Kim),김동철(Dongchoul Kim) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.7
본 연구에서는, 핵연료 지지격자 딤플 굴곡부에 성형결함을 줄이고자, 1차 스탬핑 금형이 추가된 2-step 스탬핑모델을 제시한다. 우선 순수굽힘 변형률과의 비교로, 딤플 굴곡부 변형률의 특성을 조사한다. 이어 2 차원 1-step 기준 스탬핑 유한요소모델을 정하고 이에 상응하는 최대변형률을 구한다. 1차 스탬핑 금형의 설계변수들을 각각 변화시켜 변형률에 대한 목적함수를 구하고, 반응표면법을 이용해 1차 스탬핑 금형의 최적 변수값을 선정한다. 다음으로 이를 3차원 모델에 적용해 2-step 스탬핑 모델의 향상된 성형성을 확인한다. In this study, a 2-step stamping model with an additional 1st stamping tool is proposed to reduce stamping flaws in the curved parts of a dimple in a nuclear fuel spacer grid. First, the strains of curved part of dimple are characterized via a comparison with strain solutions in pure bending. A reference 2D finite element (FE) model of 1-step stamping is then established, and the corresponding maximum strain is obtained. By varying the values of design variables of the 1st stamping tool in the 2-step stamping model, FE solutions are obtained to express the strain as a function of process variables, which provides the optimum values of process variables. Finally, applying these optimum values to a 3D FE model, we demonstrate the enhanced formability of the proposed 2-step stamping model.
단순전단 시험법 구축 및 바우싱거효과를 고려한 경화거동 예측
김동욱(Dongwook Kim),방성식(Sungsik Bang),김민수(Minsoo Kim),이형일(Hyungyil Lee),김낙수(Naksoo Kim) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.10
본 연구에서는 zircaloy-4 판재에 대해 바우싱거 효과를 고려한 경화거동 예측모델을 구축했다. 금속소재 가공에서 인장 후 압축 시 항복응력이 감소한다. 이에 스프링백 해석 시 바우싱거 효과를 반드시 고려해야 한다. Simple shear 시험에서 적정 시편크기 및 적정 조임토크에 대한 결정법을 제시했다. 5 가지 재료에 대한 simple shear 시험을 통해 응력-변형률 곡선을 구했다. 또한 유한요소해석을 활용해 simple shear 하중-변위 곡선으로부터 유효응력-변형률 곡선으로 변환과정을 소개했다. 등방/운동성 경화 조합모델을 활용해 simple shear 순/역방향 시험을 모사했다. 이때 각 경화계수에 따른 하중-변위 곡선 변화를 관찰하고, zircaloy-4에 대한 경화계수를 결정했다. In this study we establish a process to predict hardening behavior considering the Bauschinger effect for zircaloy-4 sheets. When a metal is compressed after tension in forming, the yield strength decreases. For this reason, the Bauschinger effect should be considered in FE simulations of spring-back. We suggested a suitable specimen size and a method for determining the optimum tightening torque for simple shear tests. Shear stress-strain curves are obtained for five materials. We developed a method to convert the shear load-displacement curve to the effective stress-strain curve with FEA. We simulated the simple shear forward/reverse test using the combined isotropic/kinematic hardening model. We also investigated the change of the load-displacement curve by varying the hardening coefficients. We determined the hardening coefficients so that they follow the hardening behavior of zircaloy-4 in experiments.
김하성(Hasung Kim),김민수(Minsoo Kim),이형일(Hyungyil Lee),김낙수(Naksoo Kim),김동철(Dongchoul Kim) 대한기계학회 2012 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2012 No.11
In this study, a 2-step stamping model with additional 1st stamping tool is proposed to reduce stamping flaws in the curved parts of dimple in nuclear fuel spacer grid. A reference 2D FE model of 1-step stamping is then established, and corresponding maximum strain is obtained. By varying the values of process variables of 1st stamping tool in 2-step stamping model, FE solutions are obtained to express the strain as a function of process variables, which provides the optimum values of process variables. Finally, applying these optimum values to a 3D FE model, we show the enhanced formability of the proposed 2-step stamping model.
김낙수,홍석무,Kim, Nak-Su,Hong, Seok-Mu 대한기계학회 2001 大韓機械學會論文集A Vol.25 No.8
In this paper, modeling of the multi-pass roll forming process with the finite element method and defect prediction in roll forming process are presented. In the roll forming process, there occurs the defect of scratch. It appears on tubes because of the friction between the strip and the roll, the unexpected sliding velocity and the contact pressure when fabricating the tubes. The surface of the product will be not uniform due to the defect. The scratch can be predicted with the simulation modeling of the finite element method, and can be avoided by modifying the design.