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<생산기술>

마찰교반용접이 적용된 알루미늄 인버터 하우징의 변형 및 잔류응력 특성에 관한 유한요소해석 연구
Deformation and Residual Stress Behavior of Friction Stir Welding Applied to Aluminum Inverter Housings : A Finite Element Analysis

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  • 발행기관
    한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) 바로가기
  • 간행물
    한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) KCI 등재 바로가기
  • 통권
    제27권 제6호 (2025.12)바로가기
  • 페이지
    pp.1337-1347
  • 저자
    조민구, 김진수, 이훈희, 김지훈, 강성욱
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A478707

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원문정보

초록

영어
This study investigates the thermo-mechanical behavior and residual stress characteristics of friction stir welding (FSW) in an aluminum inverter housing using finite element analysis (FEA). FSW experiments were first conducted under various tool rotation and traverse speed conditions, and temperature histories were measured using K-type thermocouples. The optimal process condition was identified through tensile testing, and the heat input was estimated by comparing experimental and numerical results. The estimated heat source was incorporated into a transient thermal elasto-plastic analysis to evaluate deformation and residual stresses in an inverter housing model. The results indicated that residual stress distributions varied depending on the welding start position. In particular, when welding started at P3 (near thick ribs and bosses) residual stresses were reduced by approximately 30% compared to P1, owing to the higher local stiffness and enhanced heat dissipation that mitigated temperature gradients. Conversely, welding initiated at P1, a flat region with insufficient reinforcement, resulted in higher stress concentrations. These findings confirm that the welding start position significantly influences residual stress behavior in inverter housings and provide fundamental insights for developing residual stress control strategies in FSW of large-scale components.

목차

Abstract
1. 서론
2. FSW 온도 측정 실험
2.1 FSW 온도 측정 실험 조건
2.2 FSW 온도 측정 실험 결과
2.3 인장 시험
3. 열전달 해석
3.1 열원 추정을 위한 해석 모델
3.2 유한요소 모델 생성
3.3 열전달 해석 조건
3.4 열전달 해석 결과
4. 과도 열탄소성 해석
4.1 인버터 하우징 해석 조건
4.2 인버터 하우징 해석 결과
5. 결론
후기
References

키워드

마찰교반용접 인버터 하우징 유한요소해석 변형 잔류응력 Friction stir welding Inverter housing Finite element analysis Welding deformation Residual stress

저자

  • 조민구 [ Mingoo Cho | School of Mechanical Engineering, Pusan National University/Jinju center, Dongnam Technology Application Division, Korea Institute of Industrial Technology ]
  • 김진수 [ Jinsu Kim | Jinju center, Dongnam Technology Application Division, Korea Institute of Industrial Technology ]
  • 이훈희 [ Hoon-Hee Lee | Jinju center, Dongnam Technology Application Division, Korea Institute of Industrial Technology ]
  • 김지훈 [ Ji Hoon Kim | School of Mechanical Engineering, Pusan National University ] Corresponding Author
  • 강성욱 [ Sungwook Kang | Member, Department of Smart Ocean Mobility Engineering, Changwon National University/ ] Corresponding Author

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) [Korean Society of Mechanical Technology]
  • 설립연도
    1999
  • 분야
    공학>기계공학
  • 소개
    기계 관련 산업 분야에 관한 학술과 현장 적용 기술을 연구하고 교류하며, 이에 관련된 학문과 기술 발전 및 보급에 기여함으로써 과학과 기술의 진흥에 이바지함을 그 목적으로 한다.

간행물

  • 간행물명
    한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) [Journal of the Korean Society of Mechanical and Aviation Technology ]
  • 간기
    격월간
  • pISSN
    1229-604X
  • eISSN
    2508-3805
  • 수록기간
    1999~2026
  • 등재여부
    KCI 등재
  • 십진분류
    KDC 550 DDC 620

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