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문제 정의
- 본 연구진은 볼트 체결 구조물의 유한요소해석으로 볼트의 피로내구성을 평가하는 방법을 정립하고, 현대자동차 양산 엔진 콘로드 볼트에 적용하여 방법의 신뢰성을 간접적으로 검증하였으며, 그 결과를 본 논문에 정리하였다. 본 논문은 볼트와 피체결물의 유한요소모델을 작성하는 방법, 원기둥 형상의 볼트 모델로 수행된 볼트 체결 구조물의 해석 결과에서 볼트 피로평가에 사용될 취약부 응력값을 도출하는 방법, 볼트의 절대 피로평가에 사용될 피로내구한계를 구하는 시험법, 그리고 시험결과를 해석결과와 조합하여 볼트의 피로내구성을 절대 평가하는 방법 등을 소개한다. 본 논문에서 소개하는 콘로드 볼트의 CAE 피로해석기법과 이와 연관된 볼트 단품 피로시험법 및 결과물을 상호 연계한 볼트 피로내구 절대평가 기술은 향후 주요 엔진 볼트들의 선행 피로평가에 활용 가능하다.
- 본 연구는 이러한 문제점을 극복하기 위해 실제 볼트를 대상으로 나사산의 응력집중효과를 배제하고 산출된 응력(이후 볼트 피로평가응력)으로 피로내구한계자료를 시험적으로 확보하고, 실제 운전조건 유한요소해석에서 볼트 피로평가응력을 산출하여, 볼트의 정량적 피로평가를 높은 신뢰도로 수행하는 방법을 개발하였다. 볼트 체결 구조물의 유한 요소모델은 해석의 효율성을 위해 나사산이 없는 원기둥 형상의 볼트 모델을 사용하므로, 개발된 볼트 피로내구한계 구축방법은 현실적이며 타당한 방법이다.
- 본 연구진은 볼트 체결 구조물의 유한요소해석으로 볼트의 피로내구성을 평가하는 방법을 정립하고, 현대자동차 양산 엔진 콘로드 볼트에 적용하여 방법의 신뢰성을 간접적으로 검증하였으며, 그 결과를 본 논문에 정리하였다. 본 논문은 볼트와 피체결물의 유한요소모델을 작성하는 방법, 원기둥 형상의 볼트 모델로 수행된 볼트 체결 구조물의 해석 결과에서 볼트 피로평가에 사용될 취약부 응력값을 도출하는 방법, 볼트의 절대 피로평가에 사용될 피로내구한계를 구하는 시험법, 그리고 시험결과를 해석결과와 조합하여 볼트의 피로내구성을 절대 평가하는 방법 등을 소개한다.
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