$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

자동차용 휠의 내구성능 예측을 위한 복합축 응력해석 및 실험적 검증

Multi-axial Stress Analysis and Experimental Validation to Estimate of the Durability Performance of the Automotive Wheel

한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering, v.21 no.10, 2011년, pp.875 - 882  

정성필 (자동차부품연구원) ,  정원선 (자동차부품연구원) ,  박태원 (아주대학교 기계공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the finite element analysis model of the mult-axial wheel durability test configuration is created using SAMCEF. Mooney-Rivlin 2nd model is applied to the tire model, and the variation of the air pressure inside the tire is considered. Vertical load, lateral load and camber angle are ...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이 논문에서는 복합축 내구 시험을 모사할 수 있는 CAE 해석 모델을 생성하여 차량 선회 시 휠에 발생하는 응력을 예측하였다. 스트레인게이지를 이용하여 60 km/h의 속도로 선회하는 차량의 휠에서 발생하는 응력변화를 측정하였고, 해석 결과와 비교함으로써 해석 모델의 신뢰성을 검증하였다.

가설 설정

  • 5는 3차원 타이어 유한요소 모델을 보여준다. 두께 10 mm의 판요소(shell element)를 이용하여 생성하였고, Fig. 4에서 점선 윗부분은 트레드, 아랫부분은 사이드월로 가정하고, Mooney-Rivlin 2nd 고무 모델을 적용하였다(10). 타이어 모델의 유한요소 정보 및 물성 정보가 Table 2와 Table 3에 각각 나타나 있다.
  • 이 연구에서는 휠에 발생되는 응력 집중 분포 및 응력의 크기가 주 관심대상이므로, 타이어를 최대한 단순하게 모델하여 해석 속도를 증가시켰다. 트레드 패턴이 없는 스므드(smooth) 타이어로 가정하였고, 타이어의 사이드 월(side wall)과 트레드(tread)부를 고무모델을 적용시켰다. SAMCEF에서 제공하는 flow 요소(7)를 이용하여 타이어 내부 공기압 변화에 따른 타이어 변형을 계산하고, 차량 선회 시 휠에 가해지는 하중이 실제 차량과 유사한 조건으로 적용될 수 있게 하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자동차용 휠이 보유해야할 것은? 자동차용 휠은 주행 시 작용하는 각종 하중에 의한 응력을 견딜 수 있는 강성은 물론, 차량 부품으로서의 요구 수명도 보유하여야 한다. 따라서 휠은 제품 개발 후 규격에 준하는 내구성을 평가하는 시험을 한다.
자동차용 휠 내구성을 평가하는 시험의 일반적인 구성은? 따라서 휠은 제품 개발 후 규격에 준하는 내구성을 평가하는 시험을 한다. 이 내구 시험은 일반적으로 ‘굽힘 모멘트 내구 시험(CFT)(1)’과 ‘반경 방향 부하 내구 시험(RFT)(2)’이 있으나, 이러한 실험은 일방향 단축 시험(uni-axial test)으로써 시험 환경이 실차 주행환경과 일치하지 않는다는 문제점이 있다(3). 또한 현재의 시험방법으로는 필드에서 크랙이 발생하는 현상을 재현하는 것이 불가능하기 때문에(3), 유럽과 미국의 완성차 업체에서는 복합축 휠 내구 시험 장비를 제작하여 휠의 내구 성능을 평가하고 있다.
복합축 내구 시험기가 차량 주행 중에 휠조립체에 인가되는 부하를 보다 실제적으로 휠에 적용시킬 수 있는 이유는? 또한 현재의 시험방법으로는 필드에서 크랙이 발생하는 현상을 재현하는 것이 불가능하기 때문에(3), 유럽과 미국의 완성차 업체에서는 복합축 휠 내구 시험 장비를 제작하여 휠의 내구 성능을 평가하고 있다. 복합축 내구 시험기는 기존의 단축 제어만 가능했던 시험 장비와는 달리 수직하중(radial load), 횡하중(lateral load) 및 캠버각(camber angle)등 3자유도의 다축 시험이 가능하기 때문에 차량 주행 중에 휠조립체에 인가되는 부하를 보다 실제적으로 휠에 적용시킬 수 있다(4~6).
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. Ramamurty, P., Satyanarayana, B., Ramji, K. and Babu, K. S., 2009, Evaluation of Fatigue Life of Aluminum Alloy Wheels under Bending Loads, Fatigue & Fracture Engineering Materials & Structures, Vol. 32, pp. 119-126. 

  2. Firat, M., Kozan, R., Ozsoy, M. and Mete, H., 2009, Numerical Modeling and Simulation of Wheel Radial Fatigue Tests, Engineering Failure Analysis, Vol. 16, pp. 1533-1541. 

  3. Chung, S. S., Jung, W. W., Yoo, Y. S., Kang, W. J., Kim, D. S. and Kwon, I. K., 2008, A Study for Improvement of Cornering Fatigue Test by Eliminating a Fretting Effect on Steel Wheel to enhance Durability and Reliability, Proceedings of the KSME Spring Conference, pp. 1326-1330. 

  4. Dannbauer, H., Gattringer, O. and Steinbatz, M., 2005, Integrating Vertual Test Methods and Physical Testing to Assure Accuracy and to Reduce Effort and Time, SAE World Congress and Exhibition. 

  5. Abdullah, S., Al-Asady, N. A., Ariffin, A. K. and Rahman, M. M., 2008, A Review on Finite Element Analysis Approach in Durability Assessment of Automotive Components, Journal of Applied Sciences, Vol. 8, No. 12, pp. 2192-2201. 

  6. Ciavarella, M. and Monno, F., 2010, A Comparison of Multiaxial Fatigue Criteria as Applied to Rolling Contact Fatigue, Tribology International, Vol. 43, pp. 2139-2144. 

  7. SAMCEF User's Manual, SAMTECH, 2009. 

  8. Kim, K. W., Jeong, H. S. and Beom, H. G., 2003, Transient Dynamic Analysis of a Patterned Tire Rolling over a Cleat with Explicit Finite Element Program, Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, Vol. 11, No. 6, pp. 164-170. 

  9. Narasimha, K. V. and Kumar, R. K., 2007, Simulation of Tire Dynamic Behavior Using Various Finite Element Technique, International Journal for Computational Methods in Engineering Science and Mechanics, Vol. 8, pp. 363-372. 

  10. Tonuk, E. and Unlusoy, Y. S., 2001, Prediction of Automobile Tire Cornering Force Characteristics by Finite Element Modeling and Analysis, Computers and Structures, Vol. 79, pp. 1219-1232. 

  11. Sung, K. G., Lee, H. G., Choi, S. B., Park, M. K. and Park, M. K., 2010, Performance Analysis with Different Tire Pressure of Quarter-vehicle System Featuring MR Damper, Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 18, No. 2, pp. 169-176. 

  12. Wang, J. T. and Nefske, D. J., 1988, A New CAL3D Airbag Inflation Model, SAE paper 880654. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트