기계공학 실험 - 성형해석과 성형실험, 다른 하중하의 성형해석 비교 실험

1. 성형해석 이론

1.1 성형해석의 필요성
a. 제품 설계자 : 도면에 표기된 바와 같은 치수 정밀도를 가진 제품의 성형가능성
b. 금형 설계자 : 러너, 게이트 및 금형 냉각 시스템이 제품에 미치는 영향
c. 성형 담당자 : 제품을 성형 할 수 있는 지, 어떤 성형 기계를 사용해야 하는 지, 성형 조건을 권장 조건의 평균에 설정을 하였다면 이 조건의 신뢰성에 대해 관심을 갖고 있다.

1.2 성형해석의 절차
a. 해석으로부터 얻을 수 있는 것이 무엇인지에 대한 명확한 목표의 설정
b. 성형 가능성의 검증
c. 제품의 유한 요소 생성
d. 성형성 검토를 위한 충전 해석 수행
e. 성형 해석의 수행
f. 제품형상에 대한 영향 평가

1.3 성형해석 이론
1) 슬랩법
슬랩법은 단조나 다른 부피 성형가공 공정에서 응력이나 하중을 계산할 수 있는 간단한 해석법이다.
변형 영역에서의 변형을 균일한 것으로 가정하고, 수직단면이 균일하게 변형하는 것으로 가정하여 해석하는 방법으로, 1920년 Karman, Hencky, Siebel 그리고 후에 Sachs에 의해서 개발된 가장 오래된 해법이다. 이 방법에서는 소재 내의 요소를 한 개 생각하고 요소에 작용하는 수직력 및 마찰력을 모두 표시하여야 한다. 이 방법은 근본적으로는 재료역학에 바탕을 둔 해법이다.

마찰없는 다이를 통한 평판 인발 공정을 위 그림에 표시하였다. 다이각은 2이고, 판의 폭은 두께 에비하여 아주 커서 폭 방향의 변형이 없는 평면 변형 조건이 성립한다고 가정하면, 다이와 접촉하고 있는 피가공물의 한 요서에서의 힘의 평형을 생각해 보면, 그 요소의 길이는 dx이고, 그 요소에 작용하는 응력에는 다이로부터받는 압력 P와 푹방향응력 가 있다. 방향 x 의 힘의 평형은 아래 두 성분으로 이루어진다.
1. 요소 좌우면에 작용하는 축방향 응력의 차는

2. 다이 압력에 기인하는 축 방향 응력은

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