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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 전의식
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 공주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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경량화와 자동차 시험법규 안전성이 향상된 자동차 차체 부품의 연구는 학계 및 산엽계의 주요한 이슈 중에 하나로 떠오르고 있다[10][11]. 최근에는 경량화 추세로 임팩트 빔의 형상을 변경하거나 또는 임팩트 빔을 하나로 제한하고 별도의 멤버 부품을 적용하고 있다[12][13][14]. 이러한 멤버 부품은 고강성화된 임팩트 빔의 에너지 흡수율을 보완하는 대체 부품이나 성능 연구를 진행 중이다[15][16][17][18]. 차량의 충돌 시 도어 아우터 패널의 헤밍부 이탈을 방지하는 부품 중 레일 도어 벨트 아우터를 경량화 대체부품으로 적용 가능하며, 이에 관한 연구는 부족한 실정이다.
따라서, 본 논문에서는 자동차의 주요 부품 중에 하나인 레일 도어 벨트 아우터의 경량 최적 설계를 진행하였다. 레일 도어 벨트 아우터의 강도를 유지하면서 경량화를 수행하기 위해서는 재질 변경, 두께 변경, 형상 최적 설계등의 방법들을 고안할 수 있다.
자동차 레일 도어 벨트 아우터의 경량화와 강도 확보에 대한 연구를 진행하였고, 자동차 레일 도에 벨트 아우터의 기존 소재와 고강도 소재를 적용하여 위상 최적화를 이용한 형상 변경을 수행하였고, 이를 바탕으로 유한 요소 해석을 수행하고, 3점 굽힘 시험을 적용하였다. 기존 소재 대비 레일 도어 벨트 아우터의 단면 형상별로 두께와 재질에 따른 경량화를 확인하였다. 또한, 기존소재인 SPCC의 각 단면의 형상별로 기존 소재를 기준으로 잡았을을 때 고강도 소재를 각 단면 형상별로 적용하여 저항 강도의 비교를 통해 경량화가 가장 많이 되는 최적 두께를 도출하였고, 추가적으로 경량화를 실행할 수 있는지 확인하기 위해 유한 요소 해석의 결과를 비교하고 분석하여 최적의 형상을 도출하기 위하여 각 단면들의 형상 별로 위상 최적화를 통한 경량 최적 설계를 수행하였다.
따라서, 본 논문에서는 자동차의 주요 부품 중에 하나인 레일 도어 벨트 아우터의 경량 최적 설계를 진행하였다. 레일 도어 벨트 아우터의 강도를 유지하면서 경량화를 수행하기 위해서는 재질 변경, 두께 변경, 형상 최적 설계등의 방법들을 고안할 수 있다.
자동차 레일 도어 벨트 아우터의 경량화와 강도 확보에 대한 연구를 진행하였고, 자동차 레일 도에 벨트 아우터의 기존 소재와 고강도 소재를 적용하여 위상 최적화를 이용한 형상 변경을 수행하였고, 이를 바탕으로 유한 요소 해석을 수행하고, 3점 굽힘 시험을 적용하였다. 기존 소재 대비 레일 도어 벨트 아우터의 단면 형상별로 두께와 재질에 따른 경량화를 확인하였다. 또한, 기존소재인 SPCC의 각 단면의 형상별로 기존 소재를 기준으로 잡았을을 때 고강도 소재를 각 단면 형상별로 적용하여 저항 강도의 비교를 통해 경량화가 가장 많이 되는 최적 두께를 도출하였고, 추가적으로 경량화를 실행할 수 있는지 확인하기 위해 유한 요소 해석의 결과를 비교하고 분석하여 최적의 형상을 도출하기 위하여 각 단면들의 형상 별로 위상 최적화를 통한 경량 최적 설계를 수행하였다.
목차
1. 서 론 11.1 연구배경 및 필요성 11.2 연구내용 및 방법 32. 시스템 구성 42.1 레일 도어 아우터 벨트 개요 42.2 3점 굽힘 시험 방법 62.3 설계 파라미터 설정 93. 두께와 소재에 따른 경량화 방안 123.1 기존 소재에 따른 유한요소 해석 123.2 고장력강 소재에 따른 유한요소 해석 173.3 3점 굽힘 시험 224. 소재와 두께에 따른 경량 최적화 방안 304.1 유한요소 해석 및 3점 굽힘 시험 비교 304.2 위상최적화 344.3 결과 및 고찰 385. 결론 39참고문헌 40Abstract 43
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