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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 윤재웅, 김세호
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 대구대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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환경에 대한 관심이 높아짐에 따라, 자동차 산업에 적용되는 환경규제의 종류가 다양화 되고 있다. 그 중 연비 향상과 이산화탄소 배출에 관한 규제가 매우 엄격하다. 자동차 업계는 다양한 환경 규제를 만족하기 위해 하이브리드 및 전기 자동차, 그리고 대체연료에 대한 연구 개발을 지속하고 있다. 이와 더불어 경량화 및 충돌 안전 성능을 향상시키기 위해 초고강도강 및 알루미늄 합금 등의 신소재 적용 비율을 꾸준히 높이고 있다. 그러나 신소재를 적용한 차량 부품 생산은 높은 강도의 재질을 성형함으로써 발생하는 금형변형 및 형합 불량, 제한된 성형성과 과다한 스프링백 발생 등의 문제점을 해결할 수 있어야 한다. 프레스 성형 시 제품 형상에 발생되는 대표적인 문제는 주름과 파단, 그리고 스프링백으로 나눌 수 있으며, 각각의 요인에 영향을 주는 변수는 블랭크 홀딩력, 블랭크의 크기, 마찰계수, 소재 두께, 프레스 성형속도 등이 있다.
본 논문에서는 초고강도강 소재를 적용한 부품의 프레스 성형에서 발생 가능한 주요 불량인 파단과 주름, 그리고 스프링백을 개선하기 위한 방법으로 가변 블랭크 홀딩력을 변수로 지정하였다. 성형성에 대한 검증을 위해 초고강도강소재를 이용한 사각 컵 드로잉 공정의 해석 및 실험을 수행하였다. 결과를 바탕으로 성형 깊이 구간에 대한 파단의 영향도를 분석하였다. 또한 U-드로우 굽힘 공정의 해석 및 시험을 통해 성형 깊이 구간에 대한 블랭크 홀딩력의 스프링백의 영향도 및 발생량을 정량적으로 분석하였다. 데이터의 검증을 위해 프런트 사이드 리어 로어 멤버(front side rear lower member)를 선정하고 일정한 블랭크 홀딩력과 가변 블랭크 홀딩력의 조건으로 성형해석을 수행하였다. 일정한 블랭크 홀딩력을 적용했을 경우 기존 홀딩력의 2배 이상이 될 경우 파단을 초래하였다. 이 결과를 바탕으로 가변 블랭크 홀딩력의 조건을 성형성에 문제가 없는 최소의 홀딩력과 파단을 초래했던 최대의 홀딩력의 범위에서 가변 블랭크 홀딩력을 적용하였다.
성형해석 결과를 바탕으로 일정한 블랭크 홀딩력을 적용했을 때와 가변 블랭크 홀딩력을 적용했을 경우의 주름과 파단, 스프링백의 발생량을 정량적으로 분석하였다. 최종적으로 일정한 블랭크 홀딩력의 기존 홀딩력 및 파단이 발생하지 않는 홀딩력과 최적의 가변 블랭크 홀딩력의 조건으로 양산 적용 가능 여부를 판단하기 위해 시험을 진행하였다. 성형해석과 시험의 주름 및 파단을 비교하고, 스프링백 발생량을 측정 후 비교분석함으로써 양산에 적용할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 초고강도강 소재를 적용한 부품의 프레스 성형에서 발생 가능한 주요 불량인 파단과 주름, 그리고 스프링백을 개선하기 위한 방법으로 가변 블랭크 홀딩력을 변수로 지정하였다. 성형성에 대한 검증을 위해 초고강도강소재를 이용한 사각 컵 드로잉 공정의 해석 및 실험을 수행하였다. 결과를 바탕으로 성형 깊이 구간에 대한 파단의 영향도를 분석하였다. 또한 U-드로우 굽힘 공정의 해석 및 시험을 통해 성형 깊이 구간에 대한 블랭크 홀딩력의 스프링백의 영향도 및 발생량을 정량적으로 분석하였다. 데이터의 검증을 위해 프런트 사이드 리어 로어 멤버(front side rear lower member)를 선정하고 일정한 블랭크 홀딩력과 가변 블랭크 홀딩력의 조건으로 성형해석을 수행하였다. 일정한 블랭크 홀딩력을 적용했을 경우 기존 홀딩력의 2배 이상이 될 경우 파단을 초래하였다. 이 결과를 바탕으로 가변 블랭크 홀딩력의 조건을 성형성에 문제가 없는 최소의 홀딩력과 파단을 초래했던 최대의 홀딩력의 범위에서 가변 블랭크 홀딩력을 적용하였다.
성형해석 결과를 바탕으로 일정한 블랭크 홀딩력을 적용했을 때와 가변 블랭크 홀딩력을 적용했을 경우의 주름과 파단, 스프링백의 발생량을 정량적으로 분석하였다. 최종적으로 일정한 블랭크 홀딩력의 기존 홀딩력 및 파단이 발생하지 않는 홀딩력과 최적의 가변 블랭크 홀딩력의 조건으로 양산 적용 가능 여부를 판단하기 위해 시험을 진행하였다. 성형해석과 시험의 주름 및 파단을 비교하고, 스프링백 발생량을 측정 후 비교분석함으로써 양산에 적용할 수 있음을 확인하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 11. 연구개요 12. 문헌 조사 53. 연구목적 및 범위 7Ⅱ. 대상소재 특성평가 91. TRIP 강판 개요 92. 소재 특성 평가 111) 인장 특성평가 112) 성형한계도 특성평가 153) 경화거동 및 바우싱거 효과 평가 20Ⅲ. 사각 컵 드로잉 성형해석 231. 성형해석 개요 232. 성형해석 및 시험 결과 28Ⅳ. U-드로우 굽힘 성형해석 및 시험 361. 성형해석 개요 362. 성형해석 및 시험 결과 381) 블랭크 홀딩력 제어에 따른 스프링백 특성 분석 382) 성형해석 및 시험 결과 비교 분석 44Ⅴ. 가변홀딩력 제어를 통한 초고강도 차체부품 성형해석 491. 대상 제품 492. 성형해석 조건 523. 성형해석 결과 544. 블랭크 홀딩력 제어에 따른 스프링백 특성 분석 581) 일정한 블랭크 홀딩력에 따른 스프링백 특성 분석 582) 가변 블랭크 홀딩력에 따른 스프링백 특성 분석 655. 최적의 홀딩력을 적용한 성형해석 및 시험 결과 분석 70Ⅵ. 결론 및 향후 계획 731. 결론 732. 향후 계획 75참고문헌 76영문초록 79
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