유한요소해석과 압흔분석을 통한 초음파 캐비테이션 피닝 잔류응력 평가
Evaluation of residual stress from ultrasonic cavitation peening using cavitation pit analysis and FEA
- 주제(키워드) 초음파 캐비테이션 , 피닝 , 캐비테이션 압흔 , 잔류응력 , 유한요소해석 , Ultrasonic cavitation , Peening , Cavitation pit , Residual stress , FEA
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이형일
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- UCI I804:11029-000000065612
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
본 연구는 초음파 캐비테이션 피닝 시뮬레이션을 위한 독창적 방식을 제안한다. 피닝에 의한 표면의 소성변형 형상 (압흔)을 원자탐침 현미경으로 측정했고 역공학 기법을 통해 유한요소해석 상에서 측정압흔을 재현하는 충격하중을 도출했다. 도출한 하중을 통해 3차원 다중충격 해석을 수행했고 초음파 캐비테이션 피닝 잔류응력장을 예측했다. 유한요소해석으로 예측한 잔류응력이 X-ray 회절법 으로 측정한 결과와 높은 유사도를 보이며 잔류응력의 대부분이 고에너지 하중에 의해 생성됨을 확인했다.
more초록/요약
A novel procedure to simulate ultrasonic cavitation peening is introduced. The surface profiles of pits formed by ultrasonic cavitation peening are measured with atomic force microscopy, and impact loads are inversely constructed from the profiles using an inverse finite element (FE) method. With 3D FE analyses where the impact loads are applied in a random sequence, the residual stress by ultrasonic cavitation peening is evaluated. Only the high energy impacts are shown to be mainly responsible for the residual stress, and the FE solutions for residual stress field agree well with the experimental data.
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