스프링백을 고려한 루프사이드 레일의 인장-굽힘 성형을 위한 3차원 금형설계 = Three-dimensional Die Design for Stretch-bending of the Roof-side Rail Considering Springback

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Three-dimensional (3D) stretch-bending die design was performed based on the response surface model with a calibrated FE model with reference to the test results of 3D stretch-bending of the roof-side rail for SUV class vehicles. To accurately predict the springback, the calibrated FE model that reproduces the springback of the 3D stretch-bending test was prepared through one-way stretch-bending forming. The calibrated model was applied to the two-way stretch-bending process to predict the configuration of the 3D die design. To achieve the target shape of the roof-side rail considering the springback behavior, three design variables - tensile force and two die angles - were chosen to construct a response surface model with the central composite design and used for the prediction of the die design for the target shape. Finally, it was verified by the test results of the two-way stretch-bending forming.

국문 초록 (Abstract)

SUV급 차량의 루프사이드 레일(roof-side rail)의 금형설계를 위해 유한요소해석을 이용하여 스프링백 (springback) 형상 예측 및 3차원 인장-굽힘 금형의 형상을 최적화 기법을 통해 도출하였다. 스프링백을 예측하기 위해 단방향 인장-굽힘 해석을 수행하고 해석모델을 보정하여 3차원 인장-굽힘 시험의 스프링백 현상을 재현하는 유한요소모델을 준비하였다. 보정된 해석모델을 양방향 인장-굽힘 성형 공정에 적용하였으며 이를 기반으로 양방향 인장-굽힘 성형용 금형을 제안하였다. 이때 루프사이드 레일의 목표 형상을 손쉽게 달성하기 위해 인장력과 2개의 금형의 각도로 구성된 3개의 설계변수를 설정하고 중심합성계획법을 이용하여 반응표면을 생성하였다. 이를 기반으로 최적화를 수행하여 최적의 금형을 제안하였다. 최종적으로 양방향 인장-굽힘 성형 결과와 해석 결과 형상을 비교하여 제안된 방법의 적절성을 확인하였다.

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