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최근 고출력 디젤엔진 개발을 위해 실린더의 폭발력이 증가하고 있으며 경량화의 추세에 따라 크랭크트레인의 동특성 및 내구성에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 크랭크트레인의 비틀림 진동은 엔진 뿐아니라 차량 전체의 진동에도 많은 영향을 미치므로 이들 구성부품들의 동특성에 대한 연구는 필수적으로 선행되어야 하며, 임계 수치에 대한 평가는 면밀히 검토되어야 한다. 본 연구에서는 ...

최근 고출력 디젤엔진 개발을 위해 실린더의 폭발력이 증가하고 있으며 경량화의 추세에 따라 크랭크트레인의 동특성 및 내구성에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 크랭크트레인의 비틀림 진동은 엔진 뿐아니라 차량 전체의 진동에도 많은 영향을 미치므로 이들 구성부품들의 동특성에 대한 연구는 필수적으로 선행되어야 하며, 임계 수치에 대한 평가는 면밀히 검토되어야 한다. 본 연구에서는 LMS Virtual. Lab을 이용하여 크랭크트레인을 강체와 유연체가 혼합된 유연다물체 동역학 모델로 구현하였다. 최대토크 및 최대마력이 발생되는 회전수로 회전할때, 강체 동력학 모델과 유연체 동력학 모델의 반력를 상호 비교하였으며, 유연다물체 동력학 시뮬레이션을 통하여 관심 요소의 응력 집중 부위와 국부적으로 발생하는 변형을 추출하였다. 또한 유연체 모델의 신뢰성을 높이기 위하여 크랭크축 전체가 유연체인 모델과 크랭크축의 일부분(1/6)이 유연체이고 나머지는 강체인 모델에 대해 해석을 수행하고, 이 둘에 대해 계산 시간과 응력 결과를 비교 검토하였다. 그리고 부분유연체 모델의 격자 크기를 더욱 조밀하게 한 크랭크축의 상세유연체 모델의 동응력 및 변형을 비교하였다. 유연체 동력학 시뮬레이션은 운전조건이 고려되며, 제안된 크랭크축의 상세유연체 모델을 이용하여 정확한 해석결과와 시간 단축이 가능하리라 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The recent development trend of diesel engines with high power causing the increase of explosion and lightweight leads to increasing attentions on endurance and dynamic characteristics of a cranktrain. Since the torsional vibration affects the vibration of whole vehicle as well as engine, it is nece...

The recent development trend of diesel engines with high power causing the increase of explosion and lightweight leads to increasing attentions on endurance and dynamic characteristics of a cranktrain. Since the torsional vibration affects the vibration of whole vehicle as well as engine, it is necessary to investigate the dynamic characteristics of the components of the cranktrain and examine an assessment of the critical values. The present study develops flexible multi-body dynamics models consisting of both rigid and flexible body using LMS Virtual Lab. Reaction forces obtained from a rigid body dynamics model and a flexible body dynamics model were compared when the cranktrain rotates at maximum torque and horsepower. In addition, the stress concentration region and locally occurring deformation were examined through simulations of the flexible multi-body dynamics model. To evaluate the reliability of the flexible multi-body dynamics model, the dynamic stress and calculation time obtained from a model with a fully flexible crankshaft were compared with those of another model with a partially flexible crankshaft for which 1/6 of the whole body is the flexible body and the rest is the rigid body. In addition, the results were also compared with the dynamic stress and deformation of a detailed flexible model, which has finer meshes. The flexible body dynamic simulation is able to consider driving conditions and the detailed flexible model is expected to give relatively accurate results within reduces the calculation time.

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