이종재질 기계접합부 모델링 및 해석기법 개발
Development of methods for analyzing and modeling mechanical joints of dissimilar materials
- 주제(키워드) Self piercing rivet , 이종재료접합
- 발행기관 서울과학기술대학교
- 지도교수 김현규
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2017. 8
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/snut/000002377904
- 본문언어 한국어
초록/요약
이종재질의 기계접합부의 거동은 탄성, 소성, 손상 영역으로 설명 가능하다. 이러한 거동을 표현하기 위하여 우선 접합부에 가해지는 하중을 수직방향과 전단방향으로 구분하여 각각의 경우에 맞는 계수들을 설정한다. 본 연구에서는 상용프로그램인 ABAQUS를 이용하여 SPR(Self Piercing Rivet)접합 방식에 대하여 주로 해석을 수행하였다. 보다 단순화 된 모델을 구성하기 위하여 다양한 방법을 도입하였다. 먼저 연결(connector & connector) 요소를 사용한 방법과 응집(cohesive) 요소를 이용한 방법, 다중 연결 요소를 사용한 방법 등을 이용한 시도를 하였고, 모재의 변형을 고려한 해석으로서 요소삭제법을 이용하였다. 이로서 모재의 변형까지 고려한 이종재질 기계접합부의 거동을 표현하는 단순화 된 모델을 개발하였다. 소성영역에서 하중이 가해지는 방향에 따른 하드닝 커브를 하나의 커브로 표현할 수 밖에 없는 문제점을 개선하기 위하여, 방향에 따라 별도의 하드닝(hardening) 커브를 구현할 수 있는 user subroutine을 개발하였고, mode mix ratio를 도입하여 복합하중에 대한 경우에도 해석을 수행하였다.
more초록/요약
The mechanical joints of materials can be defined by elasticity, plasticity, and damage. To analyze this phenomenon, the load applied to the joint is divided into normal direction and shear direction, and coefficients corresponding to each case are set. In this study we have mainly analyzed the SPR (Self Piercing Rivet) joint method using the commercial program ABAQUS. Various methods and experiments have been introduced to construct a more simplified model. The element deletion method was used as an analysis considering the deformation of the base metal. A simplified model of dissimilar material joints considering the deformation of the base material was developed. In order to solve the problem of hardening curve that loads the direction in the plastic zone that can be expressed by one curve, a separate hardening curve – ‘user subroutine’ was developed, and a mode mix ratio the analysis was also carried out for composite loads.
more목차
1. 서론 1
2. 역학적 분석 및 모델링 방법들 4
2.1 접합부 유한요소 해석 모델 구성 7
2.2 응집요소 이용 해석 13
2.3 멀티플 접합 방법 18
2.4 모재 변형 및 손상 해석 방법 20
3. 이종재료 접합부 거동 해석 모델 구성 방법 24
3.1 모델링 과정 24
3.2 Mesh dependency 29
4. 단순 시험으로부터 접합부 물성치 도출 30
4.1 이종재료 접합부 시편 실험과 연계한 접합부 해석 모델의 신뢰성 확보 30
4.2 SPR접합 방식에 의한 모델링 34
5. 복합하중에 대한 해석 36
5.1 User subroutine의 도입과 적용방법 36
5.2 복합하중 해석 결과 38
6. 결론 40
참고문헌 41
영문초록(Abstract) 43