변상민 연구실
기계공학과
변상민
변상민 연구실은 기계공학 분야에서 소성가공 및 금속 압연 공정의 해석, 최적화, 그리고 신소재 가공 기술 개발에 중점을 두고 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 다양한 금속 재료의 압연 및 성형 공정에서 발생하는 복잡한 물리적 현상을 실험적, 수치적 방법으로 분석하고, 이를 바탕으로 공정의 효율성과 제품 품질을 극대화하는 데 기여하고 있습니다.
특히, 유한요소해석(FEA)과 같은 첨단 시뮬레이션 기법을 활용하여 압연 공정 중 발생하는 변형, 응력, 변형률, 열-기계적 상호작용 등을 정밀하게 해석합니다. 롤 마모, 롤갭 조정, 캠버 및 에지 크랙 등 실제 산업 현장에서 빈번하게 발생하는 문제들을 실험 및 시뮬레이션을 통해 체계적으로 분석하고, 이를 바탕으로 공정의 최적화와 불량률 저감, 생산성 향상에 기여하고 있습니다.
또한, 본 연구실은 미세구조 및 손상 해석을 기반으로 한 신소재 가공 기술 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 동적 재결정, 변형 경화, 미세균열 및 크랙 전파 등 미세구조적 현상에 대한 실험적, 수치적 연구를 통해 극박 전기강판, 고실리콘강, 초미세선재 등 첨단 신소재의 가공성 향상과 제품의 내구성 증대에 기여하고 있습니다.
연구실은 산업체와의 공동 연구 및 기술 이전을 통해 실질적인 산업 현장 문제 해결에도 앞장서고 있습니다. 다양한 특허와 산학협력 프로젝트, 그리고 국내외 학술대회 발표를 통해 연구 성과를 공유하고, 금속 가공 산업의 경쟁력 강화에 이바지하고 있습니다.
이와 같은 연구 활동을 통해 변상민 연구실은 금속 가공 및 소성가공 분야에서 국내외적으로 높은 평가를 받고 있으며, 미래 제조산업의 혁신을 선도하는 연구실로 자리매김하고 있습니다.
소성가공 및 금속 압연 공정의 해석과 최적화
본 연구실은 소성가공 및 금속 압연 공정의 해석과 최적화에 중점을 두고 있습니다. 소성가공은 금속 재료에 외부 힘을 가하여 원하는 형상으로 변형시키는 공정으로, 자동차, 조선, 항공, 전자 등 다양한 산업 분야에서 필수적으로 활용되고 있습니다. 특히, 압연 공정은 금속의 두께를 줄이고 기계적 특성을 향상시키는 데 중요한 역할을 하며, 이 과정에서 발생하는 다양한 현상들을 정밀하게 분석하고 예측하는 것이 연구의 핵심입니다.
연구실에서는 유한요소해석(Finite Element Analysis, FEA)과 수치해석 기법을 활용하여 압연 공정 중 발생하는 변형, 응력, 변형률 분포, 열-기계적 상호작용 등을 정밀하게 해석합니다. 또한, 롤 마모, 롤갭 조정, 캠버 및 에지 크랙 등 실제 산업 현장에서 빈번하게 발생하는 문제들을 실험 및 시뮬레이션을 통해 체계적으로 분석하고, 이를 바탕으로 공정의 효율성과 제품 품질을 극대화할 수 있는 최적화 방안을 제시합니다.
이러한 연구는 실제 산업 현장에 적용되어 생산성 향상과 불량률 저감, 에너지 절감 등 다양한 효과를 가져오고 있습니다. 또한, 새로운 압연 공정 모델 개발, 롤 마모 예측 및 보정, 소재 특성 변화에 따른 공정 제어 등 다양한 응용 연구를 통해 국내외 금속 가공 산업의 경쟁력 강화에 기여하고 있습니다.
미세구조 및 손상 해석 기반의 신소재 가공 기술 개발
연구실에서는 미세구조 및 손상 해석을 기반으로 한 신소재 가공 기술 개발에도 활발히 참여하고 있습니다. 금속 재료의 미세구조 변화와 손상 거동은 가공 공정의 효율성과 최종 제품의 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 이를 정밀하게 예측하고 제어하는 것이 매우 중요합니다. 본 연구실은 동적 재결정, 변형 경화, 미세균열 및 크랙 전파 등 미세구조적 현상에 대한 실험적, 수치적 연구를 수행하고 있습니다.
특히, 극박 전기강판, 고실리콘강, 초미세선재 등 첨단 신소재의 가공 과정에서 발생하는 미세구조 변화와 손상 메커니즘을 규명하기 위해 다양한 실험 장비와 고급 해석 기법을 활용합니다. 유한요소해석과 손상역학, 변형률 구배 소성 이론 등을 접목하여 소재의 거동을 정밀하게 모델링하고, 실제 가공 공정에 적용 가능한 예측 모델을 개발합니다.
이러한 연구는 신소재의 가공성 향상, 제품의 내구성 및 신뢰성 증대, 에너지 절감형 공정 개발 등 다양한 산업적 요구에 부응할 수 있는 기반 기술을 제공합니다. 또한, 산업체와의 공동 연구 및 기술 이전을 통해 실질적인 산업 현장 문제 해결에도 기여하고 있습니다.
1
Numerical Analysis of Edge Cracking in High-Silicon Steel during Cold Rolling with 3D Fracture Locus
이영석, 변상민, 노용훈
Applied Sciences-Basel, 2021
2
A roll-bending approach to suppress the edge cracking of silicon steel in the cold rolling process
노용훈, Yang Zhaorui, 이영성, 변상민
PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART B-JOURNAL OF ENGINEERING MANUFACTURE, 2021
3
Finite element-based inverse approach to estimate the friction coefficient in hot bar rolling process
이형직, 이영석, 변상민
PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART B-JOURNAL OF ENGINEERING MANUFACTURE, 2018
1
[4차년도]혈관 및 비혈관용 스마트 와이어 스텐트에 관한 연구 : 인공지능 알고리즘 기반의 와이어 격자망 최적화
2
(3차년도)마이크로 역학과 손상을 고려한 에너지 절약형 극박 전기강판 압연기술 개발
3
Flow forming 및 Roll die forming에 의한 치형 부품의 경량 일체화 성형 기반 기술
