고장력강을 이용한 자동차 Sill Side Inner 공정설계에 관한 연구 = A Study on the Process Design of Vehicle Sill Side Inner using High Tensile Steel

국문 초록 (Abstract)

요 약
전 세계적으로 관심을 끌고 있는 초저연비 승용차 개발 프로그램을 살펴보면 모두 차체의 경량화를 필수적으로 추구하고 있다. 최근 자동차 기술개발은 높은 안전성, 정숙성, 편의성을 추구하고 있으나 이러한 방향은 자동차의 중량을 증가시켜 동력성능과 연비를 저하시키고 제작 비용증가를 초래할 수 있기 때문에 경량화 설계기술이 더욱 요구되고 있다. 특히, 환경공해가 사회적으로 중요한 문제로 부각되면서 세계적으로 자동차 배기가스 및 연비에 대한 규제가 강화되고 충돌 안전성에 대한 요구도 계속 높아지고 있어 이에 대응한 각 나라의 완성차 업계는 경량이면서 충돌안전성이 우수한 자동차 개발에 심혈을 기울이고 있다. 따라서, 기존의 설계/제작 방법이 아닌 유한요소법에 의한 구조 및 성형해석기술을 통한 구조최적화 설계기술 그리고 TWB(Tailor Welded Blank), Hydroforming 등의 생산기술이 연구 적용되어 왔으며, 고장력 강판의 적용 연구도 활발히 병행되어 왔다.
본 논문에서는 최근 자동차의 구조강성체에 사용이 확대되고 있는 고장력 TRIP강이 적용된 Sill Side Inner에 대해 생산공정을 유한요소해석을 기반으로 모의실험을 수행하였다. 해석된 결과를 통하여 프레스 성형시 굽힙공정에서의 제품변형에 의한 불량을 예측하고 이를 통하여 최적화된 설계변수를 제시하였다.

Key Words : Sill Side Inner, Tansformation Induced Plasticity, Finite Element Method, Bending Process

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

At the time of increasing worldwide interest in high tensile steel. Ultralight Steel Auoto Body initiative was lanched to re-emphasize the versatility of steel and introduce new ideas to further enhance weight savings that could be achieved, not onlywith sheet but other forms as well. As many automotive companies were urgently seeking weight savings in the 1990s the natural consequence was that much of the ULSAB type technology was being progressively implemented anyway as a result of increasing co-operation and regular steel development meetings between steel suppliers and design engineers.
This paper presents a rigid-plastic finite element method to analyze bending processes of a sill side inner using high tensile steel. To successfully apply the rigid elements to the forming process, the theories of plasticity such as yield function, flow rule and treatment of a rigid region were presented.
The results of simulation of the bending process are summarized in terms of deformation patterns and load-stroke relationships for each bending operation.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 = 1
• 1.1 연구배경 및 목적 = 1
• 1.2 연구방법 = 3
• 2. 이 론 = 4
• 2.1 스프링백 = 4
• 2.2 가공조건에 의한 스프링백 영향 = 6
• 3. 시험 및 해석결과 = 7
• 3.1 인장시험 = 7
• 3.2 해석대상 및 조건 = 9
• 3.3 해석결과 = 11
• 3.3.1 1차 Bending 해석 = 11
• 3.3.2 2차 Bending 해석 = 20
• 3.3.3 3차 Trim 해석 = 28
• 3.3.4 4차 Springback 해석 = 30
• 4. 결론 = 36
• 5. 참고 문헌 = 38
• 부 록
• 1. 강소성 이론
• 2. 강소성 유한요소 모델링
• 3. 탄소성 이론
• Abstract