드라이브 샤프트의 국부후육화 업세팅 성형을 위한 시뮬레이션 기반 유도가열 공정 개발
Development of a simulation-based induction heating process for local thickening upsetting forming of drive shaft
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초록
본 연구에서는 전기수소차용 드라이브 샤프트의 제조를 위한 업세팅 성형 공정에서의 유도가열 공정에 대한 시 뮬레이션 모델을 개발하였다. 드라이브 샤프트의 국부후육화 업세팅은 유도가열을 통해 샤프트의 끝단을 가열한 직후 진행 되며, 이때의 적절한 온도 분포는 드라이브 샤프트 건전성 확보에 필수적이다. 따라서 유도가열 시뮬레이션을 통해 코일의 형태가 가열 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 해석 결과 코일 길이, 코일 피치의 2개 변수가 가열 특성에 큰 영향을 미침 과 동시에 업세팅 이후 소재의 형상에도 큰 영향을 준다는 것을 확인하였다. 해석 결과를 바탕으로 최적의 유도가열 코일 형상을 제안하였으며, 이를 통해 원하는 형상의 가변 단면 드라이브 샤프트 제조가 가능함을 확인하였다.
Abstract
In this study, a simulation model was developed for the induction heating process in the upsetting forming of drive shafts for electric hydrogen vehicles. The local thickening of the drive shaft through upsetting is performed immediately after heating the shaft's end via induction heating, and an appropriate temperature distribution at this stage is crucial for ensuring the integrity of the drive shaft. Therefore, an analysis was conducted to investigate the effects of coil design on the heating characteristics using the induction heating simulation. The results revealed that two key variables— coil length and coil pitch—had significant effects on both the heating characteristics and the final shape of the material after upsetting. Based on the simulation results, the optimal coil design for induction heating was proposed, confirming that the desired variable cross-sectional drive shaft could be manufactured successfully.
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