역보정법을 이용한 핫 프레스 포밍 공정용 판재의 기계적 특성 분석

Abstract

본 연구에서는 2.0mm 두께의 핫 프레스 포밍공정용(Hot press forming) 판재의 고온 성형해석을 시도하였다. 고온에서 균일 연신구간 이후에도 인장시편이 파단되기 전까지 상당한 변형량을 측정하기 위해 연신율 측정장치를 개발하였다. 열물성으로는 온도에 따른 비열, 열전도도, 열팽창계수를 측정하였고, 경화곡선에 대해서는 각 온도 별 일축 인장 실험을 변형률 속도를 다르게 설정하여 실제 제품 공정과 동일한 열이력 하에서 물성을 측정하였다. 측정된 공칭응력-변형률 곡선을 유한 요소 해석(FEM)을 이용한 역보정법을 수행하여 측정결과에 대한 보정을 실시하였다. 또한 열 수치해석을 위하여 Johns-Cook 공식을 이용하여 온도 및 변형률 속도별 경화곡선 수식화 하였다. 불균일 연신구간 이후의 물성을 획득하기 위하여 수정된 Johns-cook 공식을 도입하였다. 역보정법으로 구한 물성을 이용하여 실제품의 축소형 제품을 실시하였다. 고온 성형해석은 LS-dyna를 이용하였고 재료의 변형과 열전달을 동시에 고려하는 조건하에서 해석을 실시하였다.