알루미늄 선박의 성형 공정의 변형 해석 및 실험

Title
알루미늄 선박의 성형 공정의 변형 해석 및 실험
Authors
배철남
Keywords
알루미늄선박의성형공정의변형해석및실험
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
고효율, 친환경 선박의 수요가 증가함에 따라 중소형 조선소에서는 알루미늄 선박의 건조가 증가하고 있다. 그러나 현재 중소형조선소의 생산 및 가공 기술 부족으로 인하여 알루미늄 선박의 생산은 대부분 수작업에 의존하고 있기 때문에 높은 성능을 가진 다양한 선형의 알루미늄 선박 생산에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 중소형조선의 생산기술에 관한 연구로서 알루미늄 선박의 선체외판 가공을 효율적으로 하기 위하여 MPSF(multi point stretch forming) 방법을 적용한 알루미늄 외판 가공방법에 대해서 소개하고, 실선에 적용할 수 있도록 MPSF 절차 모델에 대해서 제시하고자 한다. 또한 알루미늄 곡판의 스트레치 가공 시 재료의 파단, 좌굴 등을 방지하기 위해서 유한요소해석 방법을 이용하여 인장, 굽힘 가공량을 예측하였다. 마지막으로 실제 선박의 설계정보를 이용하여 3D 가공곡면을 생성, 가공 정보를 산출 등의 과정을 거쳐 선체 외판을 성형함으로서 본 연구의 타당성을 검증하였다.
Description
제1장 서론 6 1.1 연구 배경 . 6 1.2 관련 연구 . 7 1.3 연구 개요 . 8 제2장 MPSF의 특징 . 9 2.1 MPSF의 가공절차 . 9 2.2 MPSF의 인장력 . 10 2.3 MPSF의 변형해석 정식화 11 제3장 MPSF의 절차 모델 . 15 3.1 MPSF의 유한요소해석 . 16 3.2 MPSF의 유한요소해석 모델 18 3.3 재료의 탄소성 모델 19 제4장 선체 외판의 MPSF 적용 . 20 4.1 가공 곡면 . 20 4.2 인장변위 계산 . 23 4.3 파단 위치의 가공량 계산 . 25 4.4 MPSF 실험 . 27 제5장 실험 결과 . 30 제6장 결론 . 34 그 림 목 차 Fig. 1 Typical MPSF process (a) MPSD generating, (b)wrapping, (c) stretching and (d) releasing (Cai, et al., 2009) 8 Fig. 2 Schematic process of stretch forming method 9 Fig. 3 Stress distribution through the thickness of the part 10 Fig. 4 Initial and current positions of material in a shell 11 Fig. 5 Analytic procedure for stretching forming 16 Fig. 6 Fracture location of each surfaces 17 Fig. 7 Finite element model for MPSFF . 18 Fig. 8 Geometry of convex surface 20 Fig. 9 Geometry of saddle surface 21 Fig. 10 Geometry of kordy30F 21 Fig. 11 Geometry of 50ton patrol boat . 22 Fig. 12 Finite element model of flat plate . 23 Fig. 13 Load steps for pressing and stretching 24 Fig. 14 Von-Mises stress distribution on the deformed plate 25 Fig. 15 Critical location for convex surface . 26 Fig. 16 Critical location for saddle surface 26 Fig. 17 Configuration of MPSF machine 27 Fig. 18 Deformed shape of convex plate. 28 Fig. 19 Deformed shape of saddle plate 28 Fig. 20 Deformed shape of Kordy30Fs plate. 29 Fig. 21 Deformed shape of 50ton patrol ships plate. 29 Fig. 22 Shape deviation of convex surface . 30 Fig. 23 Shape deviation of saddle surface 31 Fig. 24 Shape deviation of Kordy30Fs surface. 31 Fig. 25 Shape deviation of patrol ships plate 32 표 목차 Table 1 Material properties of A3003 H14 19 Table 2 Dimension of specimen 22 Table 3 Result of stretching displacement . 24 Table 4 Maximum stress and forming displacement coefficient for sample surface . 25 Table 5 Comparison result between object and formed surface displacement 33
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23083
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College of Engineering(공과대학) > Graduate School of Engineering (공학대학원) > Theses(공학대학원 석박사 학위논문)
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