경량 차체부품 선루프레일 개발을 위한 컴퓨터 기반 구조 및 성형해석의 활용 The use of computer-based structure and forming analysis to development a sunroof rail for lightweight carbody parts.원문보기
자동차 산업은 전 세계적 환경규제에 따른 온실가스 저감 및 연비 제한에 대응하기 위하여 경량화(light weight) 연구가 진행되고 있다. 자동차의 구성품 중 차체의 경량화 기술이 필수적으로 진행되고 있으며 그 방안의 하나로 알루미늄 등 철강재 대비 경량소재를 적용하여 부품을 제작하는 것으로 단일소재 보다는 부품의 부위별 요구 성능에 따라 Multi Material Mix Body의 방법으로 차체의 경량화 개발을 진행하는 추세이다. 차체의 경량화 부품의 개발에 있어 실차를 대상으로 해석 및 시험을 진행하여 성능을 판단하는 현 개발 프로세스에서는 단품의 설계요구를 명확화 하는 것이 불가능하다. 때문에 단품 단위에서 경량화 부품 개발을 위해 논리적 접근법으로 기존 철강재 부품과 경량화 소재 부품관의 해석적 결과를 상대적 비교하여 동등 수준의 결과를 가지는 모델을 도출하는 개발방법을 적용함으로써 개발에 소요되는 성능확보 시간 및 시료수와 비용 등의 절감을 기대 할 수 있다. 본 연구에서는 경량 선루프레일 개발을 위해 컴퓨터 기반 구조 및 성형해석을 활용하여 연구를 진행하였다. 적용소재는 철강재 SPFC980Y 소재와 알루미늄 6063-0 압출판재 소재이며 ...
자동차 산업은 전 세계적 환경규제에 따른 온실가스 저감 및 연비 제한에 대응하기 위하여 경량화(light weight) 연구가 진행되고 있다. 자동차의 구성품 중 차체의 경량화 기술이 필수적으로 진행되고 있으며 그 방안의 하나로 알루미늄 등 철강재 대비 경량소재를 적용하여 부품을 제작하는 것으로 단일소재 보다는 부품의 부위별 요구 성능에 따라 Multi Material Mix Body의 방법으로 차체의 경량화 개발을 진행하는 추세이다. 차체의 경량화 부품의 개발에 있어 실차를 대상으로 해석 및 시험을 진행하여 성능을 판단하는 현 개발 프로세스에서는 단품의 설계요구를 명확화 하는 것이 불가능하다. 때문에 단품 단위에서 경량화 부품 개발을 위해 논리적 접근법으로 기존 철강재 부품과 경량화 소재 부품관의 해석적 결과를 상대적 비교하여 동등 수준의 결과를 가지는 모델을 도출하는 개발방법을 적용함으로써 개발에 소요되는 성능확보 시간 및 시료수와 비용 등의 절감을 기대 할 수 있다. 본 연구에서는 경량 선루프레일 개발을 위해 컴퓨터 기반 구조 및 성형해석을 활용하여 연구를 진행하였다. 적용소재는 철강재 SPFC980Y 소재와 알루미늄 6063-0 압출판재 소재이며 마찰교반용접에 의해 두 소재를 접합한다는 전제를 두고 구조해석을 실시하였다. 기존 철강재 부품의 정강성(Static stiffness), 동강성(dynamic stiffness) 해석 결과를 설계요구 기준으로 정의하고 경량 선루프레일의 해석결과를 분석하며 설계요구에 동등수준의 결과를 만족하는 마찰교반용접 파팅(Parting)위치를 선정하였고 경량화 설계 모델을 확인하였다. 구조해석 결과 비교를 통해 결정된 설계의 성형성 검토 및 부품개발을 위해 성형다이 모델을 도출하고 크랙, 주름, 압축에서 양호한 성형성을 가지는 블랭크(Blank)사이즈와 다이(Die)형상을 확인 하였다. 본 연구로 특정한 시험방법이 없는 단품 상태에 기존 철강재 부품의 구조해석을 실시하여 설계요구를 정의하였으며, 해석 결과의 비교 분석을 통해 최적 설계를 선정하였다. 경량 선루프레일의 개발 모델(Model)의 성형해석을 통해 성형성을 검토하여 해석을 활용한 단품의 경량화 개발이 가능함을 확인하였다.
자동차 산업은 전 세계적 환경규제에 따른 온실가스 저감 및 연비 제한에 대응하기 위하여 경량화(light weight) 연구가 진행되고 있다. 자동차의 구성품 중 차체의 경량화 기술이 필수적으로 진행되고 있으며 그 방안의 하나로 알루미늄 등 철강재 대비 경량소재를 적용하여 부품을 제작하는 것으로 단일소재 보다는 부품의 부위별 요구 성능에 따라 Multi Material Mix Body의 방법으로 차체의 경량화 개발을 진행하는 추세이다. 차체의 경량화 부품의 개발에 있어 실차를 대상으로 해석 및 시험을 진행하여 성능을 판단하는 현 개발 프로세스에서는 단품의 설계요구를 명확화 하는 것이 불가능하다. 때문에 단품 단위에서 경량화 부품 개발을 위해 논리적 접근법으로 기존 철강재 부품과 경량화 소재 부품관의 해석적 결과를 상대적 비교하여 동등 수준의 결과를 가지는 모델을 도출하는 개발방법을 적용함으로써 개발에 소요되는 성능확보 시간 및 시료수와 비용 등의 절감을 기대 할 수 있다. 본 연구에서는 경량 선루프레일 개발을 위해 컴퓨터 기반 구조 및 성형해석을 활용하여 연구를 진행하였다. 적용소재는 철강재 SPFC980Y 소재와 알루미늄 6063-0 압출판재 소재이며 마찰교반용접에 의해 두 소재를 접합한다는 전제를 두고 구조해석을 실시하였다. 기존 철강재 부품의 정강성(Static stiffness), 동강성(dynamic stiffness) 해석 결과를 설계요구 기준으로 정의하고 경량 선루프레일의 해석결과를 분석하며 설계요구에 동등수준의 결과를 만족하는 마찰교반용접 파팅(Parting)위치를 선정하였고 경량화 설계 모델을 확인하였다. 구조해석 결과 비교를 통해 결정된 설계의 성형성 검토 및 부품개발을 위해 성형다이 모델을 도출하고 크랙, 주름, 압축에서 양호한 성형성을 가지는 블랭크(Blank)사이즈와 다이(Die)형상을 확인 하였다. 본 연구로 특정한 시험방법이 없는 단품 상태에 기존 철강재 부품의 구조해석을 실시하여 설계요구를 정의하였으며, 해석 결과의 비교 분석을 통해 최적 설계를 선정하였다. 경량 선루프레일의 개발 모델(Model)의 성형해석을 통해 성형성을 검토하여 해석을 활용한 단품의 경량화 개발이 가능함을 확인하였다.
In the automobile industry, lightweight research is being conducted to reduce greenhouse gases and respond to fuel efficiency restrictions due to global environmental regulations. Among vehicle parts, vehicle body weight reduction technology is essential, and parts are manufactured by applying light...
In the automobile industry, lightweight research is being conducted to reduce greenhouse gases and respond to fuel efficiency restrictions due to global environmental regulations. Among vehicle parts, vehicle body weight reduction technology is essential, and parts are manufactured by applying lightweight materials compared to steel materials such as aluminum, and vehicle weight reduction is being developed in a multi-material mix body manner depending on the required performance of each part. In the development of vehicle body lightweight parts, it is impossible to clarify the design requirements of a single product in the current development process, which determines performance by analyzing and testing actual vehicles. Therefore, it is expected that the performance, number of samples, cost, etc. can be reduced by applying a development method that derives the same level of result by comparing the analysis results of existing steel parts and lightweight material parts. In this study, for the development of lightweight sunroof rail, research was conducted using computer-based structure and forming analysis. The applied materials are steel material SPFC980Y material and aluminum 6063-0 extruded plate material, and structural analysis was conducted on the premise that the two materials are bonded by friction stir welding. The analysis results of the static and dynamic rigidity of the existing steel parts were defined as design requirements, and the analysis results of the lightweight sunroof rail were analyzed to derive a lightweight design model by selecting the same level of friction welding parting location. A molding analysis was performed to derive a molding die model for reviewing the moldability of the design determined through comparison and developing components, and a blank size and die shape having good moldability in cracks, wrinkles, and compression were confirmed. In order to examine the formability of the design determined through the comparison of structural analysis, a die model was derived to confirm the blank size and die shape with good formability of cracks, wrinkles, and compression. In this study, the design requirements were defined by performing structural analysis of existing steel parts in a single state without a specific test method, and the optimal design was selected through comparison of analysis results. Through the forming analysis of the lightweight sunroof frame development model, it was found that it was possible to develop a single product lightweight using analysis by reviewing the formability.
In the automobile industry, lightweight research is being conducted to reduce greenhouse gases and respond to fuel efficiency restrictions due to global environmental regulations. Among vehicle parts, vehicle body weight reduction technology is essential, and parts are manufactured by applying lightweight materials compared to steel materials such as aluminum, and vehicle weight reduction is being developed in a multi-material mix body manner depending on the required performance of each part. In the development of vehicle body lightweight parts, it is impossible to clarify the design requirements of a single product in the current development process, which determines performance by analyzing and testing actual vehicles. Therefore, it is expected that the performance, number of samples, cost, etc. can be reduced by applying a development method that derives the same level of result by comparing the analysis results of existing steel parts and lightweight material parts. In this study, for the development of lightweight sunroof rail, research was conducted using computer-based structure and forming analysis. The applied materials are steel material SPFC980Y material and aluminum 6063-0 extruded plate material, and structural analysis was conducted on the premise that the two materials are bonded by friction stir welding. The analysis results of the static and dynamic rigidity of the existing steel parts were defined as design requirements, and the analysis results of the lightweight sunroof rail were analyzed to derive a lightweight design model by selecting the same level of friction welding parting location. A molding analysis was performed to derive a molding die model for reviewing the moldability of the design determined through comparison and developing components, and a blank size and die shape having good moldability in cracks, wrinkles, and compression were confirmed. In order to examine the formability of the design determined through the comparison of structural analysis, a die model was derived to confirm the blank size and die shape with good formability of cracks, wrinkles, and compression. In this study, the design requirements were defined by performing structural analysis of existing steel parts in a single state without a specific test method, and the optimal design was selected through comparison of analysis results. Through the forming analysis of the lightweight sunroof frame development model, it was found that it was possible to develop a single product lightweight using analysis by reviewing the formability.
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