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문제 정의
- 뿐만 아니라 기계부나 적재화물의 손상을 방지하는 역할도 한다.1) 따라서 본 연구에서는 승차감 및 조정안정성(Ride and handling)을 향상시키기 위해 자동차 후륜 현가장치의 트레일링 암 부쉬 파라미터를 최적설계 하였다.
- Lateral force steer off-center는 조종안정성과 관련된 성능인자로써, 차량이 선회할 때 타이어에서 횡 방향으로 힘이 발생하면서 steer가 발생하게 되는데 이 steer의 크기와 방향을 양의 방향으로 늘리게 되면 조종안정성을 향상시킬 수 있다. on-center가 아닌 off-center에서의 Lateral force steer를 성능인자로 잡음으로써 선형구간이 아닌 비선형구간에서의 조종안정성을 확보하고자 하였다.
- 하지만 기존의 CAE 연동 해석 과정은 반복적일 뿐만 아니라 매 해석마다 데이터를 수동으로 업데이트해야 하므로 많은 시간이 소요되었다. 따라서 본 연구에서는 설계의 효율성을 향상시키기 위해 자동화된 설계 프로세스를 구축하였으며, 자동화 된 설계 프로세스로 최적설계의 효율성도 향상시켰다. 본 연구에서는 상용 PIDO tool 인 PIAnO6)를 사용하여 전/후 처리 과정(Pre/Post-Processor)과 해석과정의 자동화를구성하였다.
- 효과적으로 최적의 설계 솔루션을 도출하기 위해서는 인자 및 특성치 간의 경향을 파악하고 주어진 설계영역 내에서 구속조건을 만족하는 설계안이 존재할 것인지를 먼저 파악하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 최적설계를 수행하기에 앞서 인자 및 특성치 간의 경향성을 파악하고, 구속조건의 만족여부를 판단하기 위하여 실험계획법(Design of Experiments)을 수행하였다. 본 연구에서 실험계획법으로는 최적 라틴 - 방격 추출법(Optimal Latin-Hypercube Design)7)을 사용하였고, 상용PIDO Tool인 PIAnO에 탑재되어 있는 Scatter plot과 Smart screening 기능을 사용하여 인자 및 특성치 간의 영향력을 판별하였다.
- 본 논문에서 최적설계를 수행하기 위해 고려한 성능인자는 서론에서 언급한 R&H (Ride and Handling)성능이다.
- 본 연구를 통하여 수치적 부담이 커 최적설계가 어려운 실제 공학 문제를 효과적으로 최적화 할 수 있는 방법론은 제안하였으며, 이의 효율성과 유용성을 입증하였다. 또한 이 방법론이 향후 실제 산업화 제품 설계에 적용되어 더욱 향상된 성능의 제품이 생산될 수있을 것으로 기대된다.
- 본 연구에서는 최적설계의 효율성을 높이기 위하여 민감도 해석을 수행하여 설계변수의 영향력을 판별하였다.
- 차량 후륜 현가장치의 조종안정성(Ride and handling)을 향상시키기 위하여 후륜 현가계의 트레일링 암 부쉬 파라미터를 최적설계 하였다. 효율적인 최적설계를 위해 전/후처리과정 및 해석절차 자동화를 수행하였으며, 실험계획법을 통해 설계변수의 영향도를 분석한 후 성능지수들에 큰 영향을 미치는 설계변수들을 선택해 최적설계를 수행하였다.
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