표제지
목차
국문요약 13
제1장 서론 14
1.1 롤 포밍 공정의 소개 14
1.2 연구 배경 15
1.3 연구 동향 17
제2장 강소성 유한 요소 모델링 20
2.1 개요 20
2.2 지배 방정식 21
2.2.1 평형방정식(Equilibrium equations) 21
2.2.2 경계조건(Boundary conditions) 21
2.2.3 적합방정식(compatibility equation) 23
2.2.4 유동법칙 : Flow-rule(constitutive equations) 24
2.2.5 비압축성(Incompressibility) 25
2.2.6 유동응력(Flow stress) 25
2.3 유한요소 이산화(Finite element discretization procedure) 26
2.3.1 행렬-벡터형태에서 적분방정식 이산화(Discretization of integral equation in matrix-vector form) 26
2.3.2 요소 수준방정식과 전체방정식으로의 수합(Integration in an element and assembled system of equations) 30
2.3.3 비선형시스템에서의 반복법(Iterative methods in nonlinear system) 32
(a) 직접반복법(direct iterative method) 32
(b) N-R 반복법 (Newton-Raphson iterative method) 33
제3장 유한요소해석 37
3.1 재료의 시험 37
3.1.1 시험 방법 37
3.1.2 시험 결과 39
3.2 해석 대상 41
3.3 유한요소모델 43
3.3.1 기하모델 생성 43
3.3.2 유한요소모델 생성 45
3.3.3 공정조건 46
제4장 해석의 결과 47
4.1 Flower patterns 47
4.2 Deformation 48
4.3 롤이 받는 힘 55
4.4 최종단면에서의 결과 59
4.5 롤링 방향의 결과 62
4.6 스프링 택 64
4.7 롤 포밍 공정의 수정 66
제5장 해석의 검증 70
5.1 제품의 측정 70
5.2 제품의 측정 결과와 해석 결과의 비교 71
제6장 결론 74
참고문헌 76
ABSTRACT 78
표 3.1 시편의 규격 37
표 3.2 인장 시험 결과 39
표 3.3 요소의 수(element number) 45
표 3.4 공정 조건 46
표 3.5 롤의 배열 46
표 4.1 Inner rail의 롤 정보 57
표 4.2 Outer rail의 롤 정보 58
표 4.3 Inner rail의 롤 정보 69
표 5.1 제품의 길이에 대한 처짐량의 측정 결과와 해석 결과의 비교 71
표 5.2 제품의 측정 결과와 해석 결과의 비교 72
그림 1.1 롤 포밍 공정 14
그림 3.1 Extensometer를 사용한 탄성 계수 측정 38
그림 3.2 시험편 파단 형상 39
그림 3.3 UTO 프로그램을 사용한 curve fitting 40
그림 3.4 제품의 형상 41
그림 3.5 Inner rail 41
그림 3.6 Outer rail 41
그림 3.7 각 단별 롤의 형상 42
그림 3.8 Inner rail의 소재 43
그림 3.9 Outer rail의 소재 43
그림 3.10 변경 전ㆍ후의 단면 요소 비교 43
그림 3.11 롤의 구동 정의 44
그림 3.12 요소 분할의 정의 45
그림 4.1 Inner rail의 flower patterns 47
그림 4.2 Outer rail의 flower patterns 47
그림 4.3 Pass 1 48
그림 4.4 Pass 2 48
그림 4.5 Pass 3 48
그림 4.6 Pass 4 48
그림 4.7 Pass 5 49
그림 4.8 Pass 6 49
그림 4.9 Pass 7 49
그림 4.10 Pass 8 49
그림 4.11 Pass 9 50
그림 4.12 Pass 10 50
그림 4.13 Pass 11 50
그림 4.14 Pass 12 50
그림 4.15 Pass 13 51
그림 4.16 Pass 1 51
그림 4.17 Pass 2 51
그림 4.18 Pass 3 51
그림 4.19 Pass 4 52
그림 4.20 Pass 5 52
그림 4.21 Pass 6 52
그림 4.22 Pass 7 52
그림 4.23 Pass 8 53
그림 4.24 Pass 9 53
그림 4.25 Pass 10 53
그림 4.26 Pass 11 53
그림 4.27 Pass 12 54
그림 4.28 Pass 13 54
그림 4.29 Pass 14 54
그림 4.30 Inner rail 의 각 패스별 롤 번호 55
그림 4.31 Outer rail의 각 패스별 롤 번호 55
그림 4.32 성형에 대한 힘의 방향 56
그림 4.33 롤에 대한 힘의 방향 56
그림 4.34 Inner rail의 최종 단면 59
그림 4.35 Outer rail의 최종 단면 59
그림 4.36 두께 분포 59
그림 4.37 변형률 60
그림 4.38 응력 60
그림 4.39 Inner rail의 길이 방향 변형률 61
그림 4.40 Outer rail의 길이 방향 변형률 61
그림 4.41 Inner rail의 변형률 62
그림 4.42 Outer rail의 변형률 속도 62
그림 4.43 Outer rail의 변형률 63
그림 4.44 Outer rail의 변형률 속도 63
그림 4.45 Inner rail 해석 결과 치수(스프링 백 고려 전) 64
그림 4.46 Inner rail 해석 결과 치수(스프링 백 고려 후) 64
그림 4.47 Outer rail 해석 결과 치수(스프링 백 고려 전) 64
그림 4.48 Outer rail 해석 결과 치수(스프링 백 고려 후) 64
그림 4.49 Inner rail의 스프링 백 65
그림 4.50 Outer rail의 스프링 백 65
그림 4.51 초기 소재의 수정 66
그림 4.52 수정 결과 66
그림 4.53 패스 1공정의 수정 전 결과 67
그림 4.54 패스 1공정의 수정 후 결과 67
그림 4.55 최종 단면에서의 변형률 67
그림 4.56 롤링 방향의 변형률 68
그림 4.57 롤링 방향의 변형률 속도 68
그림 5.1 제품의 전체 형상 70
그림 5.2 제품의 단면 형상 70
그림 5.3 CASE 1 71
그림 5.4 CASE 2 71
그림 5.5 CASE 3 71
그림 5.6 CASE 4 71
그림 5.7 Inner rail 기호 72
그림 5.8 Outer rail 기호 72
그림 5.9 Inner rail의 단면 형상 비교 73
그림 5.10 Outer rail의 단면 형상 비교 73