440MPa급 고장력 강판 탄성복원량 축소기술연구 = A Study on Spring-back Redution Technology with 440MPa High-Strength Steel Sheet

국문 초록 (Abstract)

최근 자동차업계에서는 환경문제, 자동차의 경량화 같은 소비자 요구에 대처하기 위해 고장력강판을 적용하려는 시도가 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 고장력강 판재는 스프링백으로 인해 치수정밀도제어가 어려워 복잡형상 및 정밀성형이 요구되어지는 부품에 적용하기에는 어려움이 있다. 스프링백현상에는 블랭크홀딩력, 재료의 물성치, 금형형상, 마찰같은 여러 인자들이 복합적으로 영향을 주는 것으로 알려져 있으나 현재 가장 많이 사용되고 있는 440MPa급 고장력강판의 스프링백 현상에 대한 정량적이고 체계화된 데이터베이스가 구축되어 있지 않은 상태이다. 따라서, 스프링백으로 인한 치수정밀도 관리를 위하여 440MPa급 고장력강판에 대해서 스프링백현상의 체계적 분류와 그 발생요인 및 저감기술연구가 요구되어진다. 본 연구를 위한 해석모델은 U-Bending 모델을 선정하여, 스프링백 변화를 측정하였다. 실험방법은 두께가 1.6mm인 440MPa급 SGARC440E 60/60 소재에 대한 기계적 물성치 분석을 분석한 후, AutoForm을 이용하여 블랭크홀딩력, 금형마찰계수, 비드Type, 성형재료크기를 변수로 두고 성형해석을 실시하였다. 연구결과 블랭크홀딩력증가, 금형마찰계수증가, 비드높이의 증가, 성형재료크기의 증대에 따라 탄성복원량이 축소되어 관리 공차 기준인 ±0.5mm를 만족하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, automobile industries make their best effort to satisfy requirement of customers such as to meet environmental regulation and to reduce the weight with application of high strength steel.
But high strength steel how difficulty during drawing process to control the precise dimension for complicated shape because of severe spring-back phenomenon. The amount of spring-back is strongly influenced by interaction between such factors as the holding force of blank, mechanical properties of material, geometry and friction die and so on.
Now a day, 440MPa grade steel as high strength steel is commonly applied for car-body. But there is no systematic data on the amount of spring-back for their steel according to working condition.
Therefore it is required to study on examination the cause of spring-back and on statistical analysis of spring-back and on measure to reduce amount of spring-back with 440MPa steel.
On this study, U-bending model has been adopted for CAE analytical model and the data of spring-back has been acquired. For the analysis, SGARC440E 60/60 steel with 1.6mm thickness was selected and tensile test have been done for related mechanical properties.
Analysis of plastic deformation have been carried out with AutoForm, which is a commercial program for CAE As variable, holding force of blank, coefficient of friction, bead type and size of test materials have been utilized.
As a result through CAE analysis, the amount of spring-back has been remarkably reduced with increasing in holding force of blank and coefficient of friction and size of test materials and the standard tolerance requirement ± 0.5mm has been well accommodated.

목차 (Table of Contents)

• 제 1장 서론 = 6
• 1.1. 연구 배경 = 6
• 1.2. 이론적 배경 = 7
• 1.2.1. 프레스 금형 = 7
• 1.2.2. 평면변형률 드로우 벤딩 = 8
• 1.2.3. 금속재료의 이방성 = 9
• 1) 이방성계수 = 10
• 2) Hill의 1948년 항복조건 = 12
• 3) 이차식 항복조건의 특징 = 13
• 1.2.4. 탄성복원(Spring-Back) = 13
• 1) 탄성복원 특성 = 14
• 2) 탄성복원에 미치는 영향인자 = 18
• 1.2.5. 토인(Toe-In) 현상의 해석 = 19
• 1.2.6. 벽젖힘의 실제와 대책 기술 = 23
• 1) 벽젖힘 현상 = 23
• 2) 벽젖힘의 발생원인과 소거메카니즘 = 23
• 제 2장 실험방법 = 25
• 2.1. 실험재료 = 25
• 2.1.1. 재료의 기계적 성질 = 25
• 2.2. AutoForm 성형해석 = 27
• 2.3. U-Bending Test용 제품 및 금형 모델링 = 28
• 2.3.1. 제품 모델링 = 28
• 2.3.2. 금형 모델링 = 29
• 2.4. 탄성복원량 영향인자 = 30
• 제 3장 실험결과 및 고찰 = 32
• 3.1. 블랭크 홀딩력이 탄성복원량에 미치는 영향 = 33
• 3.2. 금형재질별 마찰계수가 탄성복원량에 미치는 영향 = 36
• 3.3. 비드Type이 탄성복원량에 미치는 영향 = 38
• 3.4. 성형재료크기가 탄성복원량에 미치는 영향 = 40
• 제 4장 결론 = 43
• 참고문헌 = 45
• Abstract = 46