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- 주제어 : Deep hole drilling (검색결과 7 건)
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유한요소법을 이용한 Deep Hole Drilling 해석모델 개발
구조물의 균열은 장기간 공용 또는 과도하중에 의해 발생된다. 이러한 균열은 구조물의 안전성에 영향을 미치게 된다. 우리나라는 산업화 시점인 70년대부터 교량의 건설이 본격적으로 시작되었다. 그 당시에 건설되었던 교량들의 경우는 10-20년이 경과한 노후 교량이 되었고, 이러한 노후 교량들은 전체 교량의 70%를 차지하고 있으며 이는 점점 심각한 사회문제가 되고 있는 실정이다. 강재의 사용량과 노후화의 증가로 인하여 안정성이 중요시 되고 있다. 특히 노후화 된 교량들의 경우는 균열에 취약하다. 균열이 진전 될 때 잔류응력은 일반적으로 작용하중의 크기와 반복 수 그리고 균열 진전 등으로 인하여 이완되고 재분포 되기 때문이다. 안전진단에 의해 발견된 균열이나 허용균열길이를 설계할 때 구조물의 안전성 평가를 위해서는 용접부의 잔류응력분포를 아는 것이 필수적이다. 구조물의 안정성과 잔존 수명을 보다 정확히 예측하기 위해서는 잔류응력을 보다 정확하게 평가하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 두께방향으로 잔류응력을 측정할 수 있는 방법 중 하나인 Deep Hole Drilling 해석모델을 개발하고자 한다. 이를 위해 필요한 코어의 경계조건, Drill과 EDM의 직경의 관계, Step 조건들이 해석정밀도에 미치는 영향을 유한요소해석을 이용하여 밝히고자한다. Cracks in a structure take place due to long use and excessive load. These cracks affect the safety of a structure. Korea started concentrating on bridge construction from 1970s when industrial development was on a right track. Those bridges built then have aged to 10 to 20 years and they take 70% of the total bridges in Korea. Therefore, theses old bridges have been a serious social problem. As steel materials are more used for a bridge and those bridges age, their safety is getting more important. particularly, old bridges are very vulnerable to cracking. In general, residual stress relaxes and is redistributed due to the amount of applied load, repetition and crack progress. For safety assessment on cracks detected in safety inspection or when designing allowable crack length, it is very necessary to know the distribution of residual stress in welding spot. To estimate the stability and remaining life year of a structure more accurately, it is necessary to evaluate residual stress more precisely. Therefore, this study is aimed to develop Deep Hole Drilling Analysis Model, which is one of the methods by which residual stress can be measured in the through-thickness direction. To achieve the goal, this study attempts to analyze the impact of the boundary conditions of core, the diametrical relation of Drill and EDM, and Step conditions on analytical accuracy, using finite element analysis (FEA).
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심가공용 BTA 드릴의 최적 절삭조건에 따른 수명 평가에 대한 연구
서장훈 영남대학교 산업대학원 2009 국내석사
BTA (Boring and Trepanning Association) 가공이 보편화 되면서 대체 에너지산업, 조선, 원자력 그리고 열교환기 산업에서 더욱 우수한 가공성과 수명을 요구하게 된다. 특히 항공기 산업과 원자력 발전 산업에서는 시장에서 흔히 사용하지 않는 난삭재를 적용하게 되면서 더욱 깊어진 가공과 더불어 지속적인 수명 증가와 가공성을 요구하게 된다. 본 연구에서는 현재 사용하고 있는 심공가공 드릴의 종류 및 특징을 알아보고, 최근 수요가 조금씩 늘어나고 있는 난삭재의 절삭 조건에 따른 drill 수명 영향에 대하여 실험을 통하여 분석하였다.
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포신 심공 드릴 장비의 공구 진동 변위에 미치는 영향에 관한 고정 댐퍼 특성 연구
우수한 성능의 심공 드릴 시스템은 고절삭성, 고정밀성, 정확한 직진성 및 진원도, 우수한 표면조도 등의 많은 강점들을 가짐으로 방위산업, 항공산업, 조선업, 자동차 산업, 금형산업, 기계부품 산업, 정유 플랜트 산업, 건설업 등의 우리나라 산업 전반에 있는 깊은 구멍 가공에서 필수적인 장비 및 공정이다. 그러나 방산품의 포신 가공, 풍력 발전기의 로터 샤프트, 고속정의 가변 프로펠러 스크루 샤프트, 발전설비의 로터 샤프트 등을 가공하기 위해서는 최대 길이 6m 이상까지 Drilling 및 호닝이 가능한 장비가 필요하고 있으나 현재 대부분을 유럽, 일본, 미국 등지에서 수입하여 대처하고 있는 실정이다. 이에 심공드릴 장비의 강건 구조 설계를 위한 다양한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 공구 축의 회전 시에 진동 댐퍼의 초기 위치 및 두께와 폭의 차이에 따라 발생할 수 있는 변위 값을 해석과 메타모델을 통하여 최소 변위 값을 구하고자 하는 것이 목표이다. 따라서 3D 형상을 만들기 위해 CATIA를 활용하여 장비 형상을 만들고 Ansys workbench를 통해 조화 해석에 회전 동역학적 요소를 적용시켜 변위 값을 구하였다. 그리고 해석적 결과를 바탕으로 포신의 다양한 크기를 고려하여 공구 축의 직경 크기는 포신 직경 크기에 비례하여 선정한 후 초기 댐퍼의 위치와 크기에 따라 변위 특성 값을 찾아주는 프로그램인 pSeven에 연동하여 최소 변위 값을 구하였다. 마지막으로 소프트웨어를 활용하여 나온 값이 최소 변위 값일 때 진동 댐퍼 위치와 크기를 파악해 다시 변위 특성 값 기반 해석을 실시하여 값이 동일하게 나옴을 검토하여 획기적으로 시간을 줄일 수 있었음을 이번 연구의 결과로 도출하였다.
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BTA드릴을 이용한 초대형선박용 연료공급관 2차 가공에 관한 연구
BTA드릴을 이용한 초대형선박용 연료공급관 2차 가공에 관한 연구 A Study on the Secondary Cutting of the Common Rail Fuel Oil Supply Pipe for the Large Ship Using BTA Drill 기계공학과 조 명 제 지 도 교 수 전 언 찬 현재 심공가공에 사용되는 BTA 드릴 (Boring Trepanning Association)은 1942년 Beisner에 의하여 개발된 이후에 많은 진보적인 기술 향상은 보이지 않지만, 최근 초경합금 팁과 공구표면의 코팅기술 개발로 절삭 성능의 향상되어 많은 심공가공분야에서 적용되고 있으며, 최근에 다시 활발한 연구가 이루어지고 있다. BTA 드릴에 의한 가공 방식에는 단일 보링작업과 같이 한 번의 가공으로 소요지름을 얻을 수 있는 솔리드 보링(Solid Boring)방식, 단일작업으로 구멍을 뚫기 힘든 경우 코어를 남기는 방식으로 지름이 큰 구멍을 뚫는데 적합한 트레패닝(Trepanning)방식, 동력에 제한을 받아 한 번에 필요한 구멍을 뚫을 수 없을 경우 사용되며, 내면을 정밀하게 가공하기 위한 방법인 카운터 보링(Counter Boring)방식이 있다. 일반적으로 BTA 드릴은 패드에 의한 자기안내 방식에 기초하여 독특한 절삭력과 고압 절삭유 공급에 의하여 칩 배출이 이루어지므로, 길이/직경의 비가 큰 심공가공의 경우, 다른 구멍가공 방식에 비하여 우수한 특성을 가지고 있으며 대형 금형의 냉각수 구멍가공, 열 교환기의 핵심부품인 튜브시트의 가공, 자동차용 각종 부품 가공 등 그 이용 범위가 확대되는 경향이다. 그러나 구멍의 직경에 비해 가공물의 길이가 길어지면 칩(Chip)의 배출과 절삭날의 윤활 등이 어려워지며 공구의 진동문제가 발생하기도 한다. 또한, 1차 가공 후 2차 가공에서 자중에 의한 보링 가이드의 휨이나 회전에 의한 편심이 발생하여 가공 상의 어려움뿐만 아니라 가공 정밀도가 낮은 현실이다. 본 연구에서는 솔리드 보링 방식의 BTA 드릴을 이용한 16m 연료 공급관의 가공 정밀도에 관한 연구이다. 본 실험에서는 실제 BTA 드릴을 제작하고 가공 후 16m연료 공급관의 표면 거칠기, 진직도, 중심편차와 같은 가공 정밀도를 기존의 실행되어진 11.4m 연료 공급관 가공 정밀도 비교를 통하여 가공 공정 및 방법에 대한 신뢰성을 확인하고자 한다. 주요어 : BTA 드릴(Boring Trepanning Association Drill), 초경합금(Cemented Carbide), 절삭력(Cutting Force), 심공가공(Deep Hole Machining), 솔리드 보링(Solid Boring), 카운터 보링(Counter Boring), 가공정밀도(Machining Accuracy) 원통도(Cylindricity), 표면 거칠기(Surface Roughness), 중심편차(Hole Central Deviation), 가공공정(Processing System)
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