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유한요소해석과 다구찌 방법을 이용한 클린치 스터드의 설계 최적화
변홍석(Byun, Hong-Seok),김강연(Kim, Gang-Yeon) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.7
본 연구에서는 유한요소해석과 다구찌 방법을 통해 높은 토크 저항력과 결합력을 갖는 클린치 스터드를 설 계할 때 이에 영향을 미치는 설계 변수들의 적합한 조건을 도출하였다. 목적함수로 최대성형하중과 소재의 충만율을 고려하였으며 설계변수로 홈 높이, 로브 직경, 로브 높이 그리고 홈 깊이를 선정하였고 이들 제어인자와 마찰을 잡음 인자로 하여 직교배열표를 조합하고 실험횟수별 유한요소해석을 통해 성형하중과 충만율을 평가하였다. 그리고 다구 찌 방법의 S/N비를 이용하여 시뮬레이션결과를 해석하였고, 이들 해석결과로부터 최적의 조합조건을 제안하였다. 충 만율에 가장 큰 영향을 주는 인자는 로브 높이, 홈 높이, 로브 직경 그리고 홈 깊이 순 임을 확인하였다. This study derives the optimal conditions for design parameters of clinch stud with high torque resistance and bonding force by using FE simulation and Taguchi method. Maximum forming load and filled rate of material are considered as objective functions. Height and depth of groove with diameter and depth of lobe are chosen as design parameters. These control factors and the friction considered as noise factor are combined by orthogonal array. Forming load and filled rate are evaluated through the simulation. Simulation results are analyzed by using the ratio of signal to noise through Taguchi method. From these results, their optimal combination conditions are proposed. In the order of the most important parameter which affects filled rate, there are the height of lobe, the height of groove, the radius of lobe and the depth of groove.
변홍석(Byun Hong-Seok) 한국생산제조학회 2009 한국생산제조학회지 Vol.18 No.1
The purpose of this study is to provide a decision support to select an appropriate layered manufacturing(LM) machine that suits the application of a part. Selection factors include concept model, form/fit/functional model, pattern model for molding, material property, build time and part cost that greatly affect the performance of LM machines. However, the selection of a LM is not an easy decision because they are uncertain and vague. For this reason, the aim of this research is to propose hybrid multiple attribute decision making approaches to effectively evaluate LM machines. In addition, because subjective considerations are relevant to selection decision, a fuzzy logic approach is adopted. The proposed selection procedure consists of several steps. First, we identify LM machines that the users consider. After constructing the evaluation criteria, we calculate the weights of the criteria by applying the fuzzy Analytic Hierarchy Process(AHP) method. Finally, we construct the fuzzy Technique of Order Preference by Similarity to Ideal Solution(TOPSIS) method to achieve the ranking order of all machines providing the decision information for the selection of LM machines.
변홍석(Byun, Hong-Seok) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.8
본 연구에서는 잠항과 부상이 가능한 잠수체로서 수중시험을 수행할 수 있는 수중 플랫폼 시스템의 동적 특 성을 예측하기 위해서 시뮬레이션 해석을 수행하였다. 이를 위해 수학적 모델링을 통해 지배방정식을 유도하였다. 제 안된 모델로부터 밸러스트 탱크 충수시 소요되는 시간과 블로잉 시스템을 통해 탱크내 공기를 불어넣을 때 수심에 따른 탱크 내 압력 변화 및 해수 변화를 예측하였다. 또한, 압축 공기에 의한 발사 반발력에 대한 시스템의 안정성 평가를 수행하였다. 시뮬레이션 결과는 밸브류 선정, 공기탱크, 밸러스트 탱크 등 시스템을 설계할 때 뿐만 아니라 플 랫폼 시스템을 효율적으로 운용하는 데 도움을 줄 수 있을 것이다 In this study, simulation of an underwater platform system which is able to perform the underwater test is implemented to predict its dynamic characteristics. Accordingly, its governing equations are derived to construct the mathematical model. From the proposed model, the time in flooding and the pressure of ballast tank in blowing air to come up are predicted. In addition, simulation of the stability of the system for repulsive force of the tube by compressed air is carried out. Their results will be used to select valves, air tanks as well as design the system including ballast tanks. And they will help users operate it efficiently.
변홍석(Byun, Hong-Seok) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.10
리벳은 두 부품을 결합하는 중요한 체결 요소이다. 본 연구에서는 부품의 진동 등에서도 잘 견디고 강한 체 결력을 가지는 블라인드 리벳 몸체의 제작을 위해 강소성 유한요소해석을 사용하여 최적의 공정설계에 관한 연구를 수행하였다. 제안된 공정설계규칙 및 유한요소해석 결과를 토대로 4단계의 단조공정을 제시하였고, 폴딩 및 금형으로 부터 이탈과 같은 결함을 예측하여 최적의 공정설계를 제안하였다. 또한, 소재의 유동 형상, 변형률 분포, 단조하중 등을 비교 검토하여 블라인드 리벳 몸체의 단조공정의 유용성을 확인하였다. 이들의 결과는 금형 설계 및 공정설계에 유용한 자료로 활용될 것이다. A rivet which can fasten two parts is one of an important mechanical elements. In this study, the process design of a blind revet is implemented using finite element method in order to manufacture it which can resist high vibration and has strong coherence between two parts. Considering plastic flow, ease of manufacture, high strength, material loss, and so forth, an optimal four-stage process is proposed by finite element analysis and process design rules. In addition, the finite element simulation results such as shape of the forged rivet, strain distribution and forging load are investigated for the usefulness of the forging process of the blind rivet. These results will be contributed to the forging process design and the die design of the blind rivet.