GTN 모델과 RSM을 이용한 Hastelloy-X의 성형성 예측 연구
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2021
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Korean
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학술저널
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61-61(1쪽)
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성형 공정과정시 제품의 품질 향상을 위해 재료의 성형성을 사전에 예측하는 것은 중요하다. 균열 및 파손등 판재의 성형성을 평가하는 데 FLD (Forming Limit Diagram)가 널리 사용된다. 본 연구에서는 초내열합금 중 하나인 Hastelloy-X 의 성형성을 평가하고자 한다. GTN (Gurson-tvergaard-neddleman) 모델은 재료를 일종의 다공성 재료로 가정하며, 재료의 공극체적률을 기반으로 하여 재료의 연성파괴 과정을 모사하는데 적합하다고 알려져있다. GTN 모델의 매개변수는 FLD 시험과 유한요소해석의 결과를 비교하여 결정된다. 이때 시뮬레이션 횟수를 줄여 보다 효율적으로 GTN 모델의 매개변수를 얻기 위하여 실험계획법의 일종인 RSM (Response Surface Methodology, 반응표면법)을 이용하였다. RSM 를 통하여 GTN 모델의 매개변수가 UTS, UTS 의 Strain, 파괴강도, 파괴강도에서의 Strain의 4 개의 경우에 미치는 영향을 통계적으로 분석하였다. 통계적 분석의 결과를 바탕으로 각 경우에 해당하는 응답모델을 얻었으며, 이를 이용해서 GTN 모델의 최적 매개변수를 도출하였다. 이때 GTN 모델의 최적 매개변수는 인장시험의 결과를 바탕으로 얻었다. 도출된 매개변수를 시뮬레이션에 적용하여 그 결과를 FLD 시험 결과와 비교하였다. 얻어진 매개변수는 항공기 및 가스터빈 엔진 제조 등, 제품 성형 과정에서 변형이 심한 공정의 성형성을 예측하는 데 사용할 수 있다.
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