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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김흥규
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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최근 차량 연비 기준 강화로 자동차 산업은 친환경 자동차에 관심이 집중되면서 차체 부품 고강도화와 경량화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
연비 향상을 위해서는 차량의 내연기관과 차체 경량화가 주된 방법이다. 하지만, 내연기관의 성능을 향상시키기 위해서는 기술개발 기간이 오래 걸리고 상대적 비용이 높기 때문에 차량 부품의 경량화가 가장 현실적인 대안으로 고려되고 있다. 또한 차체 부품을 기존의 철강제 대비 안정성 확보와 경량화를 효율적으로 향상할 수 있는 고장력강의 도입은 1980년대 이후로 이루어져왔다. 고장력강의 생산공정인 핫스탬핑 공정에 대한 연구도 지속적으로 이어져 왔다. 핫스탬핑 공정은 900~950℃로 가열된 판재를 성형과 동시에 급속냉각을 통해 마르텐사이트로 상변태를 유도하여 1500Mpa급 이상의 인장강도를 지니는 초고장력강을 제조하는 공정이다.
핫스탬핑 공정의 장점은 성형 후 급랭으로 인해 경질상인 마르텐사이트상으로 변태가 되어 스프링백(Spring back)이 없다. 또한 가공 시 변형저항이 냉간가공에 비해서 1/20정도로 현저히 낮기 때문에 성형이 용이하다는 장점을 지니고 있다. 하지만 열처리 이후의 급속냉각과 블랭크 두께가 얇아짐에 따라서 제품의 복잡한 형상에 있어서 넥과 같은 파단이 발생할 우려가 있다.
본 연구의 최종 목표는 유한요소해석을 이용해 핫스탬핑 공정에서 블랭크 두께 및 온도 조건에 따라 변할 수 있는 파단성형한계를 찾는 것이다. 그 과정에서 시험결과와 유한요소해석 프로그램을 이용한 해석결과로 성형한계곡선을 나타내고, 두께와 온도를 고려한 성형한계곡선식이 타당한지에 대한 여부를 파악하고자 한다.
연비 향상을 위해서는 차량의 내연기관과 차체 경량화가 주된 방법이다. 하지만, 내연기관의 성능을 향상시키기 위해서는 기술개발 기간이 오래 걸리고 상대적 비용이 높기 때문에 차량 부품의 경량화가 가장 현실적인 대안으로 고려되고 있다. 또한 차체 부품을 기존의 철강제 대비 안정성 확보와 경량화를 효율적으로 향상할 수 있는 고장력강의 도입은 1980년대 이후로 이루어져왔다. 고장력강의 생산공정인 핫스탬핑 공정에 대한 연구도 지속적으로 이어져 왔다. 핫스탬핑 공정은 900~950℃로 가열된 판재를 성형과 동시에 급속냉각을 통해 마르텐사이트로 상변태를 유도하여 1500Mpa급 이상의 인장강도를 지니는 초고장력강을 제조하는 공정이다.
핫스탬핑 공정의 장점은 성형 후 급랭으로 인해 경질상인 마르텐사이트상으로 변태가 되어 스프링백(Spring back)이 없다. 또한 가공 시 변형저항이 냉간가공에 비해서 1/20정도로 현저히 낮기 때문에 성형이 용이하다는 장점을 지니고 있다. 하지만 열처리 이후의 급속냉각과 블랭크 두께가 얇아짐에 따라서 제품의 복잡한 형상에 있어서 넥과 같은 파단이 발생할 우려가 있다.
본 연구의 최종 목표는 유한요소해석을 이용해 핫스탬핑 공정에서 블랭크 두께 및 온도 조건에 따라 변할 수 있는 파단성형한계를 찾는 것이다. 그 과정에서 시험결과와 유한요소해석 프로그램을 이용한 해석결과로 성형한계곡선을 나타내고, 두께와 온도를 고려한 성형한계곡선식이 타당한지에 대한 여부를 파악하고자 한다.
목차
목 차 ⅰList of Figures iiList of Tables iv국문요약 v1. 서 론 11.1 연구 배경 및 목적 11.2 연구 내용 32. 핫스탬핑 시험 42.1 대상 부품 설정 42.2 핫스탬핑 공정 순서 및 조건 62.3 핫스탬핑 시험 결과 분석 72.3.1 블랭크 두께 1mm 시험 결과 72.3.2 블랭크 두께 1.2mm 시험 결과 143. 핫스탬핑 공정 시험에 대한 유한요소 해석 203.1 핫스탬핑 공정 유한요소해석 과정 203.1.1 소재의 기계적 물성 설정 203.1.2 소재의 열적 물성 설정 223.2 유한요소해석 결과 분석 263.2.1 성형한계도 도출 및 분석 263.2.2 온도에 따른 성형한계곡선 도출 313.3 파단 부위의 성형한계 분석 343.3.1 1mm 블랭크 파단 부위에 대한 성형한계도 분석 343.3.2 1.2mm 블랭크 파단 부위에 대한 성형한계도 분석 403.4 성형 온도에 따른 성형한계도 분석 484. 결론 52Reference 53Abstract 54
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