절삭 가공 해석 자동화를 통한 구성 방정식 재료 상수의 전역-국소 최적화 기반 보정 연구

Abstract

본 연구에서는 절삭 시뮬레이션 자동화 기반 국부 최적화 기법으로 재료상수를 보정하여 가공 조건에 따른 절삭력(주분력, 배분력) 산출을 목표로 하였다. 이를 위해 매트랩(MATLAB) 및 2 차원 절삭 시뮬레이션(AdvantEdge)을 연동하여 절삭력 상대 오차율을 최소화하는 Shin-Kim(S-K) 구성 방정식의 재료 상수(A, B, C, D, E, m) 보정을 수행하였다. 이에 MATLAB에서 국부 최적화를 진행하였고, 최적화 목적 함수를 절삭 실험 및 시뮬레이션의 절삭력 간 상대 오차율 합으로 설정하였다. 절삭력 상대 오차율에 대한 가중치는 각각 80%와 20%로 설정하였다. 결과로, 최적 재료 상수는 A: 526.7(MPa), B: 300.5(MPa), C: 11.09, D: 0.092, E: 0.001, m: 1.117로 산출되었다. 또한, 절삭력 각각 상대 오차율은 1.50%와 0.20%로 산출되었고, 목적함수는 1.24%로 산출되었다.