선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문에서는 민감도 해석(sensitivity analysis)을 이용하여 각각의 파라미터가 시스템에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 민감도 해석의 방법은 크게 보면 수치적 방법과 해석적 방법이 있다.
- 본 논문에서는 차량 동역학 해석에 적용되는 새로운 부싱 모델을 제안하였다. MTS 3축시험기를 이용하여 부싱의 반경방향의 힘과 변위와의 관계를 주파수 및 진폭별로 시험하였다.
- 모델링 및 동역학 해석을 위해 ADAMS를 이용하였고, 파라미터 규명은 ADAMS와 VisualDOC6)를 연계하여 적 합한 파라미터를 찾도록 하였다. 새로운 부싱 모델을 1/2 차량 모델에 적용하여 부싱모델의 활용 방안과 적합성을 검증하고자 하였다.
제안 방법
- 실험으로 측정된부싱력과 변위는 파라미터 선정 과정에서 입력 가진으로 사용되었다. ADAMS에 서 의 부싱 모델은 프로그램내의 사용자 정의 루틴을 이용하여 구현하였다. ADAMS와 VisualDOC를 연계하여 부싱 모델의 최적의 파라미터를 찾도록 모델을 구성하였으며, 목적함수는 실험으로 측정된 부싱력과 시뮬레이션으로 예측된 부싱력의 오차를 줄이기 위해 RMS 오차를 이용하였다.
- ADAMS에 서 의 부싱 모델은 프로그램내의 사용자 정의 루틴을 이용하여 구현하였다. ADAMS와 VisualDOC를 연계하여 부싱 모델의 최적의 파라미터를 찾도록 모델을 구성하였으며, 목적함수는 실험으로 측정된 부싱력과 시뮬레이션으로 예측된 부싱력의 오차를 줄이기 위해 RMS 오차를 이용하였다. 입력 가진은 시간 영역에서 사인파를 사용하였다
- 부싱 모델을 제안하였다. MTS 3축시험기를 이용하여 부싱의 반경방향의 힘과 변위와의 관계를 주파수 및 진폭별로 시험하였다. 실험으로 측정된부싱력과 변위는 파라미터 선정 과정에서 입력 가진으로 사용되었다.
- 개발된 부싱모델을 1/2 차량(half car) 모델에 적용하여 유용성을 보이고자 한다. 해석에 사용된 모델은 SUV(sports utility vehicle) 차량의 후륜 현가장이며 5-링크 타입이다.
- 해석 적 방법은 보다 정확한 결과를 유추할 수 있는 장점이 있으나, 유도 과정 이 복잡하여 적용하는데 어려움이 있으며 추가된 설계 변수의 수에 비례하여 계산량이 증가하게 되는 단점이 있다. 따라서 민감도를 구하기 쉬운 수치적인 방법을 이용하여 제안된 부싱 모델의 민감도 해석을 하였다. 민감도 해석은 ADAMS에 내장된 모듈을 이용하였다.
- 민감도 해석을 수행하여 민감도 영향지 수를 파악한 뒤, 파라미터 개수의 감소와 제한 조건을 완화시켜 최종적인 부싱모델을 구성하였다. 모델링 및 동역학 해석을 위해 ADAMS를 이용하였고, 파라미터 규명은 ADAMS와 VisualDOC6)를 연계하여 적 합한 파라미터를 찾도록 하였다. 새로운 부싱 모델을 1/2 차량 모델에 적용하여 부싱모델의 활용 방안과 적합성을 검증하고자 하였다.
- 민감도 해석 후 Table 2의 결과에 따라 민감도 영향 지수가 큰 n2, γ2, k0, a2, k1, β2, A2을 새로운 파라미터로 설정하고 나머지 파라미터는 고정하는 방법을 사용하여, 제안된 부싱 모델에 대해서 파라미터 규명을 수행하였다. 목적함수는 전과 동일한 함수 E1을 사용하였다.
- 민감도 해석은 각각의 파라미터가 기본 값에서 土 (10, 20, 30, 40, 50) % 변하도록 설정하였다. 예를 들면 파라미터 c0가 기본값에서 ±(10, 20, 30, 40, 50) % 변할 때 다른 나머지 파라미터는 기본값을 유지하도록 하였다.
- 부싱 모델은 처음에 Bouc-Wen 모델을 이용하여 16개의 파라미터로 구성하였다. 민감도 해석을 수행하여 민감도 영향지 수를 파악한 뒤, 파라미터 개수의 감소와 제한 조건을 완화시켜 최종적인 부싱모델을 구성하였다. 모델링 및 동역학 해석을 위해 ADAMS를 이용하였고, 파라미터 규명은 ADAMS와 VisualDOC6)를 연계하여 적 합한 파라미터를 찾도록 하였다.
- 본 논문에서는 Spencer가 제안한 모델을 참고하여 부싱의 강성과 강성에 따른 비선형성과 히스테리시스 특성을 부가하여 차량 현가장치 부싱에 적합하도록 Fig. 6과 같은 부싱 모델을 구성하였다. Fig.
- 부싱의 강성 (stiffhess) 과 댐핑 값(damping coeffl- cient)을 결정하고 히스테리시스 특성을 관찰하기 위하여 조화가진 시험을 시행하였으며, 이때 입력가진은 식 ⑴과 같은 함수를 사용하였다.
- 식 (1)에서 주파수 f를 1, 10, 20, 30 Hz의 4종류, 반경 방향 가진 변위를 각각 0.5, 1.0, 2.0, 3.0 mm 의 4종류로 바꾸면서 변위와 주파수 변화에 따른 부싱력을 10초간 측정하였다. 가진 변위와 주파수에 따른 반경 방향 힘을 Fig.
- 알고리듬은 4.1 절과 동일한 유전 알고리듬을 이용하였고, 유전 알고리듬에 사용되는 파라미터도 동일하게 적용하였다. 민감도 해석 후 시간에 대한 부싱력을 Fig.
- 제안된 부싱 모델의 검증과 파라미터 규명 결과에 대한 신뢰성을 확보하기 위한 방법으로 진폭은 0.5, 1.0, 2.0, 3.0 mm, 주파수는 1.0, 10, 20, 30 Hz로 실험값과의 상대오차를 확인하였다. 결과를 Fig.
대상 데이터
- 본 논문에서 사용한 부싱은 현가장치를 차체에 고정할 때 사용되는 X/MBR 타입의 부싱 이다. 실험에 사용된 부싱과 제원을 Fig.
- 부싱의 특성을 시험 하기 위해 Fig. 1 과 같은 MTS 3축 시험기를 이용하였고, 시험기는 동적 힘 ±25 kN, 주파수 80 Hz까지 측정 가능하다.
- 그래서 파라미터의 초기값에 따라 목적함수에 많은 영향을 미치는 미분 기반의 최적 설계 알고리듬(gradient based optimization algo rithms) 보다 초기값에 영향을 받지 않고, 비선형성이 강한 시스템에 적합한 유전 알고리듬(Genetic Algorithms)을 이용하였다. 유전 알고리듬에 사용되는 파라미터로 집단의 크기는 300, 세대교체의 최대 횟수는 200, 돌연변이율은 0.05를 사용하였다. 교배는 일정 교배법을 이용하였고, 교배율은 0.
- 해석에 사용된 모델은 SUV(sports utility vehicle) 차량의 후륜 현가장이며 5-링크 타입이다. 타이어는 ADAMS에서 제공하는 UA 타이어모델을사용하였으며, 모델의 전체 자유도는 부싱을 포함하여 47 자유도이다. 본 연구에서 사용된 차량 모델을 Fig.
- 유용성을 보이고자 한다. 해석에 사용된 모델은 SUV(sports utility vehicle) 차량의 후륜 현가장이며 5-링크 타입이다. 타이어는 ADAMS에서 제공하는 UA 타이어모델을사용하였으며, 모델의 전체 자유도는 부싱을 포함하여 47 자유도이다.
데이터처리
- 제안한 부싱 모델을 1/2 차량 모델에 적용하여 Kelvin-Voight 모델과 비교하였고, 부싱 모델로서 적합성과 유용성을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 부싱 모델은 차량동역학해석에서 Kelvin-Voight 부싱 모델을 대체하여 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다
이론/모형
- 목적함수인 RMS 오차 E1는 ADAMS 와 최적설계 프로그램 VisualDOC를 연계하여 최소값을 갖도록 하였다. ADAMS와 VisualDOC의 연결은 Ok10)의 논문을 참고하였다.
- 05를 사용하였다. 교배는 일정 교배법을 이용하였고, 교배율은 0.8을 사용하였다.
- 어려움이 있다. 그래서 파라미터의 초기값에 따라 목적함수에 많은 영향을 미치는 미분 기반의 최적 설계 알고리듬(gradient based optimization algo rithms) 보다 초기값에 영향을 받지 않고, 비선형성이 강한 시스템에 적합한 유전 알고리듬(Genetic Algorithms)을 이용하였다. 유전 알고리듬에 사용되는 파라미터로 집단의 크기는 300, 세대교체의 최대 횟수는 200, 돌연변이율은 0.
- 본 논문에서는 부싱의 비선형성과 히스테리시스 특성을 반영하기 위해 Bouc-Wen 모델을 이용하여 새로운 부싱모델을 구현하였다. 부싱 모델은 처음에 Bouc-Wen 모델을 이용하여 16개의 파라미터로 구성하였다.
- 부싱모델을 구현하였다. 부싱 모델은 처음에 Bouc-Wen 모델을 이용하여 16개의 파라미터로 구성하였다. 민감도 해석을 수행하여 민감도 영향지 수를 파악한 뒤, 파라미터 개수의 감소와 제한 조건을 완화시켜 최종적인 부싱모델을 구성하였다.
- 부싱 모델의 파라미터를 선정하기 위한 동역 학적모델링은 ADAMS를 이용하였다. 입력 가진은 2장에서 실험으로 측정된 진폭 2.
- 부싱 실험은 반경(radial) 방향에 대해 수행하였고, 실험 방법은 Ku</의 논문에서 제시된 방법을 참고하였다. 본 논문에서 사용한 부싱은 현가장치를 차체에 고정할 때 사용되는 X/MBR 타입의 부싱 이다.
- 0 mm, 주파수 10 Hz 의 사인 함수를 이용하였다. 입력에 대한 출력의 차이를 최소화하기에 적합한 RMS(root mean square) 오차를 목적 함수(objective function)로 사용하였다.9) 부싱의 비선형 히스테리시스를 표현하기에 적합한 제한 조건을 다음과 같이 사용하였다.
성능/효과
- 10의 결과에서 실험값에 대한 부싱력의 최대 차이는 민감도 해석 전과 후가 각각 350 N, 50 A으로 민감도 해석 후의 결과가 실험값에 더 근사적으로 추종하는 것이 확인된다. 그리고 민감도 해석 후 파라미터 선정 결과가 비선형성을 나타내는 구간에서 실험값과 더 잘 맞는 것이 확인되었다. 이는 제안된 부싱 모델의 민감도 영향 지수가 큰 파라미터 n2, %를 선정함으로써 실험값에 더 가깝게 부싱 력을 예측할 수 있었다.
- 수치적인 민감도 해석을 이용하여 각각의 파라미터가 시스템에 미치는 영향을 분석하였다 제안된 부싱 모델의 비선형적인 히스테리시스 특성과 선형강성 특성에 영향을 미치는 파라미터를 민감도 해석을 통하여 알 수 있었다 제안된 부싱 모델을 민감도 해석 후 민감도 영향 지수가 큰 파라미터들을 새로이 선정함으로써 실험값에 더 근접한 부싱력을 예측할 수 있었고, 이러한 과정은 유효한 것으로 판단된다. 제안한 부싱 모델을 1/2 차량 모델에 적용하여 Kelvin-Voight 모델과 비교하였고, 부싱 모델로서 적합성과 유용성을 확인하였다.
- 마찬가지로 입력 주파수로 10 Hz를 사용한 결과로 사료된다. 오차 해석 의 결과, 제 안된 부싱 모델의 에러값은 실험에서 측정한 변위의 전 구간에서 8% 이하를 만족한다. 고무제품 모델의 오차해석의 경우 일반적으로 10%이하이면 만족할만한 결과로 여겨지므로 본 연구의 부싱모델 파라미터 규명 결과에 대한 신뢰성을 확보했다고 판단된다.
후속연구
- 제안한 부싱 모델을 1/2 차량 모델에 적용하여 Kelvin-Voight 모델과 비교하였고, 부싱 모델로서 적합성과 유용성을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 부싱 모델은 차량동역학해석에서 Kelvin-Voight 부싱 모델을 대체하여 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다
- 16에서 Kelvin-Voight 모델의 부싱력이 선형적인 특성을 보인 반면 제안된 부싱 모델은 히스테리시스 특성을 잘 나타내고 있다. 이러한 결과는 Kelvin-Voight 모델을 대체하여 부싱의 비선형성을 잘 표현할 수 있는 대안으로 받아들여질 수 있다고 사료되며, 차후 실험과의 검증을 통해 이를 확인할 수 있을 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.