Feasibility Study on Neck Defect Inspection Technique for Press-formed Products by Using Structural Vibration Measurement

If defects occur in a press-formed article, the mechanical properties change and the vibration characteristics may change. In particular, it is not difficult to prove a crack defect on the basis of structural vibration measurement. The purpose of this study was to develop a defect inspection technique that can quickly determine whether the neck of a press-formed article is defective by measuring the simple structural vibration of the neck, which indicates a defect of a fine press-molded product, rather than a crack. The press moldings used in the experiment were automobile front door panels; the structural vibration of the front door panels was measured with an impact hammer test. The frequency response function measured by the impact hammer test was obtained by the vibration frequency analysis program LMS Test.lab. With this method, we compared and analyzed whether there is a significant difference from a front door panel in which a defect is generated, on the basis of the natural frequency dispersion that many normal front door panels without defects have in the corresponding mode. A total of 10 normal front door panels and two necked defective front door panels were tested. The observable mode frequencies of the normal front door panel and the necked front door panel were shown in terms of sigma levels to determine if there is a significant natural frequency difference. In addition, normal door panels without necks were divided into two groups with a difference of approximately 9 months in production. SPSS software was used for the statistical validation t-test. From this experiment, the results will become the basic data of a test method to detect the defective necks of press-formed parts through natural frequency measurement. Jae-Hyuk Kwag et al. ; Feasibility Study on Neck Defect Inspection Technique for Press-formed Products by Using ... 722 ┃ Trans. Korean Soc. Noise Vib. Eng., 28(6) : 721~727, 2018 공정 후 출고된다. 프레스 공정에서 발생한 불량은 후 속 공정이 진행되지 않은 초기 시점에서 발견될 때 불 량 성형품으로 인한 비용 손실을 최소화할 수 있다. 차 체 부품을 프레스 성형으로 생산할 때 발생할 수 있는 결함의 하나인 넥(neck)은 도장 등의 후속공정에서 크 랙과 같은 더 큰 결함으로 성장하거나 완성차 상태에서 반복적인 도로 가진에 의해 내구 파단으로 발전하게 된다. 현재까지 크랙을 가진 구조물의 진동 특성을 유 한요소 해석 모델을 이용하여 균열을 검출하는 방법을 연구한 논문은 다수 존재한다. 또한 구조물 실험을 통하여 얻은 결과값과 유한요소 해석을 통하여 얻은 고유주파수 차이를 비교하여 검증하고 이를 바탕으로 크랙의 위치와 크기를 탐지하는 연구는 활발하게 진행되고 있다. 하지만 이러한 방법을 실제 차체 프레 스 성형품에 적용하여 크랙이나 넥 발생에 의한 불량 여부를 판정하는데 적용한 사례는 보고된 바가 없다. 이 연구의 최종 목표는 프레스 공정 후 컨베이어 벨 트로 이송 중인 프레스 성형품의 넥을 실시간 전수 검 사할 수 있는 검사법의 개발이다. 컨베이어 벨트로 이 송 중인 프레스 성형품의 전수검사를 위해서는 검사 과정에서 프레스 성형품에 대한 변형과 손상이 발생되 지 않아야 하며, 결함을 검출하는 과정이 신속하게 이 루어져야 한다. 주파수 응답함수를 측정할 때 임팩트 해머를 가진원으로 이용하면 구조물의 진동 특성을 비 교적 빠르게 효과적으로 측정할 수 있다.