디스크 고온 단조 공정에서 단류선의 무결성을 평가하기 위한 정량적 프레임워크
Quantitative Framework for Evaluating Grain Flow Integrity in Disk Hot Forging Processes
- 주제어 (키워드) 단류선 무결성 , 고온 단조 , 단류선 건전성 평가 함수 , 유한요소해석 , 구조적 신뢰성 , Grain flow integrity , Hot forging , Flow line soundness evaluation function , Finite element analysis , Structural reliability
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김낙수
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000079662
- UCI I804:11029-000000079662
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
본 연구는 디스크의 고온 단조 공정 중 생성되는 단류선의 무결성을 평가하기 위한 모델을 제안하고, 이를 정량적으로 평가할 수 있는 방법론을 소개한다. 단류선은 단조 과정에서 소재의 변형 경로를 나타내며, 단조 부품의 기계적 특성과 구조적 신뢰성을 결정짓는 데 중요한 역할을 한다. 따라서 단류선의 무결성을 체계적으로 평가하는 것은 공정 설계를 최적화하고 제품 품질을 보장하기 위해 필수적이다. 본 연구는 단조 공정 데이터를 활용하여 단류선 특성을 분석하고, 이를 정밀하게 평가할 수 있는 프레임워크를 개발하였다. 제안된 방법론은 디스크 고온 단조 공정의 신뢰성을 향상시키며, 단조 부품의 성능과 품질을 개선하기 위한 고급 공정 최적화 전략의 기반을 마련한다.
more초록 (요약문)
This study proposes a model to evaluate the integrity of grain flow generated during the hot forging process of disks and introduces a methodology for its quantitative assessment. Grain flow represents the deformation paths of the material during forging and plays a critical role in determining the mechanical properties and structural reliability of forged components. Therefore, a systematic evaluation of grain flow integrity is essential for optimizing process design and ensuring product quality. This study developed a framework to analyze grain flow characteristics using forging process data and to evaluate their structural integrity precisely. The proposed methodology enhances the reliability of the disk hot forging process. It lays the foundation for advanced process optimization strategies to improve the performance and quality of forged components.
more목차
1. Introduction 1
2. Grain flow retention after hot forging 2
3. Methodology 3
3. 1. Mechanical property model of grain flow 3
3. 1. 1. Directional function based on angle 3
3. 1. 2. Density function based on cross-sectional reduction 5
3. 2. Tensile strength model considering grain flow direction and density 8
3. 3. Fatigue damage model considering grain flow direction and density 11
3. 4. Flow Line Soundness Evaluation Function 13
3. 4. 1. Flow line angle evaluation function 16
3. 4. 2. Flow line density evaluation function 18
3. 4. 3. Comprehensive evaluation function for flow line angle and density 19
4. Finite element analysis of a turbofan disk 20
4. 1. Stress analysis of the simplified shape after machining of the forged shape 20
4. 2. Finite element analysis of grain flow in forging process 23
5. Preform design prediction 24
6. Result and discussion 25
6. 1. Selection of preform candidates for comparison under two speed conditions 25
6. 2. Evaluation of grain flow density and principal stress alignment under two speed conditions 26
7. Conclusions 31
Reference 33
