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엔진 마운팅 브라켓의 구조해석
Structural Analysis of Engine Mounting Bracket 원문보기 논문타임라인

한국생산제조시스템학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.21 no.4, 2012년, pp.525 - 531  

한문식 (계명대학교 기계자동차공학과) ,  조재웅 (공주대학교 기계자동차공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study aims at the structural analysis of vibration and fatigue according to the configuration of engine mount. Maximum equivalent stress or deformation is shown at bracket or case respectively. As harmonic vibration analysis, the maximum displacement amplitude is happened at 4,000Hz. Among the ...

주제어

#엔진마운팅 브라켓   #고유 진동수   #하모닉 진동 해석   #불규칙 피로 하중들   #피로수명   #피로 손상   #레인플로우 매트릭스   #내구성  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 차량진동 유발의 원인이 되는 가진력에는 크게 엔진 가동에 의한 가진력과 타이어의 질량 불균형 및 불균질에 의한 가진력 및 노면으로부터 전달되는 진동, 고속주행시 공기력에 의한 차체진동 등이 있다. 또한 엔진마운트 브라켓은 엔진마운트가 엔진을 지지할 수 있도록 연결해 주는 목적 외에 엔진으로부터 들어오는 진동이 엔진마운트를 통해 전달되지 않도록 하는 목적도 있다. 따라서 엔진마운트 브라켓을 설계할 때 노면에 의한 엔진의 상대운동으로 발생하는 반복적인 하중과 함께 엔진에서 차체로 전달되는 진동의 저감도 고려하여야 한다(3).
  • 본 연구에서는 엔진마운트에 대한 진동 및 피로 하중에 따른 수명 및 파손 등 내구성을 해석하였다. 이에 대한 연구결과는 다음과 같다.
  • 본 논문과 관련된 실험적 연구로서는 엔진 마운팅 브라켓에 걸리는 실차 상태에서의 부하를 측정하고 실험실에서 인장강도 실험을 수행하여 강도와 부하의 분포를 구한 다음 신뢰성 평가를 하였다(4). 본 연구에서는 엔진의 가스폭발에 의해 유발되는 가진력으로부터 차체에 전달되는 진동을 저감시켜주는 엔진마운팅 시스템의 주요부품인 엔진마운팅 브라켓의 고유 진동수 및 하모닉 해석을 하였고, 자동차 노면에서 발생되는 피로 하중에 의한 피로 해석을 수행하여 설계의 정확성을 해석하였다(5~7). 따라서 본 연구의 결과를 종합하여 엔진마운트의 설계에 응용한다면 그 파손 방지 및 내구성을 검토, 예측하는데 활용이 클 것으로 사료된다(8).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자동차의 승차감 수준 향상을 위한 필수 과제는 무엇인가? 급변하는 정보화 현대 사회에서 자동차는 이동수단의 범위를 넘어 안락하고 편안한 생활공간으로서의 인식이 강해짐에 따라 자동차의 주행과 제동 등 본래 기능과 승차감, 안정성, 파워 트레인 등이 차량의 선택에 있어서 중요한 요소로 대두되고 있으며, 그중에서도 특히 승차감에 대한 소비자의 욕구수준이 증가되는 추세다. 이러한 자동차의 승차감 수준 향상을 위한 차량 엔진부의 진동 및 소음을 감소시키는 주요 부품인 엔진마운트의 성능 최적화는 필수 과제이다(1). 따라서 엔진으로부터 발생되는 진동 및 소음을 효과적으로 차단 할 수 있는 진동 저감의 엔진 마운트 개발이 세계 자동차시장에서는 중요한 이슈이다.
엔진 마운팅 시스템이란 무엇인가? 따라서 엔진으로부터 발생되는 진동 및 소음을 효과적으로 차단 할 수 있는 진동 저감의 엔진 마운트 개발이 세계 자동차시장에서는 중요한 이슈이다. 또한 엔진마운트는 차체에 엔진과 변속기로 구성되는 파워트레인을 탑재할 때, 파워트레인을 안정적으로 지지하는 동시에 파워트레인으로부터 차체에 전달되는 가진력을 절연하여 차체에서 발생되는 진동 및 소음을 감소시킴으로써 운전자에게 전달되는 승차감을 향상시키는 부품으로 이러한 부품을 포함한 작동에 기여하는 여러 조합 부품들 간의 시스템을 엔진 마운팅 시스템이라고 한다(2). 차량진동 유발의 원인이 되는 가진력에는 크게 엔진 가동에 의한 가진력과 타이어의 질량 불균형 및 불균질에 의한 가진력 및 노면으로부터 전달되는 진동, 고속주행시 공기력에 의한 차체진동 등이 있다.
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참고문헌 (8)
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  1. Kuk, J. Y., and Lim, J. H., 2008, "A Study on Vibration Characteristics of Engine Mount System of a Medium Duty Truck at the Key On/Off," Transactions of KSAE, Vol. 16, No. 4, pp. 97-102. 

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    이러한 자동차의 승차감 수준 향상을 위한 차량 엔진부의 진동 및 소음을 감소시키는 주요 부품인 엔진마운트의 성능 최적화는 필수 과제이다(1).

  2. Sa, J. S., and Kim, K. S., 1991, "A Study on the Engine Mounting System of the 4WD Vehicle by Experimental Modal Analysis," The Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 1, No. 1, pp. 39-43. 

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    또한 엔진마운트는 차체에 엔진과 변속기로 구성되는 파워트레인을 탑재할 때, 파워트레인을 안정적으로 지지하는 동시에 파워트레인으로부터 차체에 전달되는 가진력을 절연하여 차체에서 발생되는 진동 및 소음을 감소시킴으로써 운전자에게 전달되는 승차감을 향상시키는 부품으로 이러한 부품을 포함한 작동에 기여하는 여러 조합 부품들 간의 시스템을 엔진 마운팅 시스템이라고 한다(2).

  3. Jung, J. H., Kim, J. W., Kim, Y. S., and Kim, J. H., 2011, "Engine Mount Bracket by Aluminum High Pressure Die Casting Process," Proceeding of 2011 KSAE Autumn Conference, pp. 956-961. 

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    따라서 엔진마운트 브라켓을 설계할 때 노면에 의한 엔진의 상대운동으로 발생하는 반복적인 하중과 함께 엔진에서 차체로 전달되는 진동의 저감도 고려하여야 한다(3).

    첫 번째 고유진동수가 653.58Hz로 통상적으로 설계기준 500Hz이상을 만족하며 모드는 차량의 상하방향 굽힘모드이다(3).

  4. Yi, H. K., Han, K. J., Hwang, T. W., and Sohn, D. Y., 2000, "Reliability Evaluation of Engine Mount Bracket Based on the Interference Theory," Proceeding of 2000 KSAE Autumn Conference, pp. 853-857. 

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    본 논문과 관련된 실험적 연구로서는 엔진 마운팅 브라켓에 걸리는 실차 상태에서의 부하를 측정하고 실험실에서 인장강도 실험을 수행하여 강도와 부하의 분포를 구한 다음 신뢰성 평가를 하였다(4).

  5. Kim, J. W., Chung, K. W., Park, J. S., and Chung, J. D., 2010, "A Life Cycle Cost Model and Procedure for the Acquisition of Rolling Stocks," Journal of The Korean Society for Railway, Vol. 13, No. 3, pp. 257-263. 

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    본 연구에서는 엔진의 가스폭발에 의해 유발되는 가진력으로부터 차체에 전달되는 진동을 저감시켜주는 엔진마운팅 시스템의 주요부품인 엔진마운팅 브라켓의 고유 진동수 및 하모닉 해석을 하였고, 자동차 노면에서 발생되는 피로 하중에 의한 피로 해석을 수행하여 설계의 정확성을 해석하였다(5~7).

  6. Cho, J. U., and Han, M.S., 2010, "Analysis of Fatigue Damage at Wheel under Variable Load," Journal of KSMTE, Vol. 19, No. 6, pp. 753-759. 

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    본 연구에서는 엔진의 가스폭발에 의해 유발되는 가진력으로부터 차체에 전달되는 진동을 저감시켜주는 엔진마운팅 시스템의 주요부품인 엔진마운팅 브라켓의 고유 진동수 및 하모닉 해석을 하였고, 자동차 노면에서 발생되는 피로 하중에 의한 피로 해석을 수행하여 설계의 정확성을 해석하였다(5~7).

  7. Suh, C. M., Oh, S. Y., Park, D. K., and Jang, J. H., 2009, "Fatigue Characteristics of Engine Rubber Mount for Automotive," Journal of Ocean Engineering and Technology, Vol. 23, No. 5, pp. 45-53. 

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    본 연구에서는 엔진의 가스폭발에 의해 유발되는 가진력으로부터 차체에 전달되는 진동을 저감시켜주는 엔진마운팅 시스템의 주요부품인 엔진마운팅 브라켓의 고유 진동수 및 하모닉 해석을 하였고, 자동차 노면에서 발생되는 피로 하중에 의한 피로 해석을 수행하여 설계의 정확성을 해석하였다(5~7).

  8. Swanson, J., 2009, ANSYS 12.0, ANSYS Inc. 

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    따라서 본 연구의 결과를 종합하여 엔진마운트의 설계에 응용한다면 그 파손 방지 및 내구성을 검토, 예측하는데 활용이 클 것으로 사료된다(8).

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