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문제 정의
- 모델의 시뮬레이션은 차량이 80km/h의 속도로 직진 주행하다가 30m구간에서 좌측에서 우측차선으로 차선을 변경하는 경우를 선정하였다. 그 목적은 차선변경시 차량의 무게중심에서횡 방향 이동거리(lateral displacement), 횡가속도(lateral acceleration), 롤각(roll angle), 요각(yaw angle), 롤각속도(roll rate), 요각속도(yaw rate) 등의 동적 응답특성을 예측하는 것이다. 현재까지 주로 이용되고 있는 다물체 동력학 해석프로그램을 이용한 차량 동력학해석 방법은 응력해석, NVH해석, 충돌해석 등의 분야에서 이용한 유한요소 모델을 대부분 활용할 수 가 없었다.
- 본 연구에서는 완전히 통합된 CAE환경을 구축하기 위하여 (1)하나의 해석 프로그램(one program)에서, 하나의 해석모델(one model)로, 한번의 해석(one process)만으로도 필요한 모든 결과를 산출할 수 있는 가상주행 해석기법을 개발하고, (2)이 방법은 기존의 해석기법과는 달리 차량동력학, 준정적 응력해석 및 피로해석이 서로 다른 응용소프트웨어를 사용하여 중첩하는 과정을 거치는 것이 아니라 오직 하나의 응용소프트웨어에서 한번의 해석만으로 원하는 차량의 동특성을 구할 수 있으므로 해석에 소요되는 시간 및 투입인원을 줄일 수 있는 방법을 제안하고, (3)정확도가 향상된 기존의 가상주행기법을 이용한 동응력 해석모델을 변경 없이 활용하여 차량동력학 해석이 가능한 해석기술을 개발하고자 한다1). Fig.
- 실도로 주행조건을 재현할 수 있는 가상주행기법을 이용하여 충돌해석으로부터 차량동력학해석, 피로해석에 이르기까지 하나의 해석모델로 하나의 응용 소프트웨어만을 이용하여 차량의 성능평가에 필요한 모든 결과를 산출할 수 있는 통합된 CAE 환경을 구축하기 위해 실시된 본 연구를 통하여 얻은 결론은 다음과 같다.
가설 설정
- 이때 차량은 승차 가능한 인원이 모두 탑승한 상태와 동일한 조건으로 하였다. 그리고 타이어의 공기압은 해석대상 차량의 표준공기압을 적용하였으며 노면상태는 건조한 것으로 가정하였다.
- 연구대상차량은 프레임이 있는 지프형 승용차로서 계산시간을 줄이기 위하여 타이어와 프레임을 제외한 모든 부품은 강체로 가정하였다. 타이어는 휘일의 림에 끼워져 일체로 회전하며 노면으로부터의 충격을 흡수하고 또 노면과 마찰하여 자동차의 구동, 조향, 그리고 제동을 가능하게 한다.
- 차량이 80km/h의 속도로 평탄한 아스팔트 노면 위를 직진 주행 하다가 30m 간격으로 놓여진 고무 원뿔 사이에서 차선을 변경하는 경우를 가정하여 시뮬레이션을 실시하였다. 이때 차량은 승차 가능한 인원이 모두 탑승한 상태와 동일한 조건으로 하였다.
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