유한요소법을 이용한 스프링와셔용 경강선재 롤인발 공정설계 (Design of Roller-Drawing of Hard-Drawn Steel Wire for Spring Washer Using Finite Element Modeling)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 45권 / 10호 / 825 ~ 833페이지
· 저자명 : 정동환, 송현정, 김창일, 김종희, 박명수, 김지훈, 조해용

초록

와셔는 볼트와 너트 사이에 장착되는 기계요소로서 체결물 간의 접촉압력을 낮춰주고 동시에 풀림을 방지한다. 둥근와셔, 사각와셔, 스프링와셔 등 다양한 종류가 있으며, 이 중 스프링와셔는 충격이나 반복적인 외력이 높은 체결력을 필요로 하는 자동차, 항공기, 산업기계 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 스프링와셔는 연강선재를 사다리꼴 단면으로 인발, 코일링, 절단 후 열처리를 하여 제조하는데, 열처리 후 파단되는 문제가 있다. 본 연구는 열처리 후 파단되는 문제를 해결하고자 열처리를 생략하고 기존 제품과 동일한 경도 및 성능이 유지되도록 소재 변경과 인발금형에 초경롤러를 적용하였으며, 유한요소해석 프로그램인 DEFORM-3D와 ANSYS를 이용하여 냉간 인발 시뮬레이션을 실험 결과와 비교 및 분석하여 현장에서 사용할 수 있는 설계표준을 제시하였다.

영어초록

A washer is a mechanical element mounted between a bolt and nut to reduce the contact pressure between fasteners and preventing loosening. Spring washers are used to maintain high clamping forces against impact or repetitive external forces in automobiles, aircraft, and industrial machinery. Spring washers are generally manufactured by heat treatment after drawing, coiling, and cutting; however, there is a problem of increased fracture properties after heat treatment. In this study, to solve this post-heat-treatment problem, the material was changed to a high-strength span wire with a simplified manufacturing process using a carbide roller. The roller and spring washer were designed by Creo and simulated using finite element modeling code DEFORM-3D and ANSYS. The simulated results were analyzed and compared with the experimental results to suggest a design standard.

참고자료

· 없음