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 연구에서 자동차 바닥 구조로 적용된 샌드위치 복합재 구조의 구조 설계 및 해석 연구를 수행하였다. 샌드위치 복합재 바닥 구조는 적재물의 하중을 받는 구조이다.
- 본 연구에서는 하중 적재 차량의 내부 바다 구조에 대한 설계 및 해석 연구를 수행하였다. 적재 하중을 분석 한 후 유한 요소 해석 기법을 활용하여 구조 해석을 수행하였다.
제안 방법
- 전체 구조물이 동일한 형태이므로 1/4로 모델링하여 구조 해석을 수행하였다. 경계 조건은 외각 4개 측면에 고정 경계 조건을 적용하였다. 총 두 가지 하중 조건에 대하여 구조 해석을 수행하였다.
- 첫 번째 경우는 적재품만 적용된 경우이다. 구조 해석 하중은 전체에 4,500kg(44,100N)의 하중이 적용하는 경우로서 1/4 면적에 분포 하중으로 적용하였다. 따라서 하중은 11,025N이 적용되었다.
- 최대 적재 하중을 분석하여 안전율을 적용하고 구조 설계 및 해석을 수행하였다. 구조 해석은 유한 요소 해석 기법을 적용하여 응력, 변위, 좌굴 해석을 수행하였다. 구조 해석 결과 전체 하중이 적용하는 경우와 국부적으로 하중이 집중되는 경우 모두 응력 및 변형 해석 결과 안전한 구조인 것으로 검토되었다.
- 총 두 가지 하중 조건에 대하여 구조 해석을 수행하였다. 구조 해석은 응력, 변위, 좌굴 해석을 수행하여 최종 구조 안전성을 평가하였다.
- 두 번째 경우의 구조 해석 하중은 수레가 금속재 채널 형태의 구조 위에 안착되는 경우로서 수레 및 탑재품의 무게를 1,000kg(9,800N)으로 적용하였다. Fig.
- 유리섬유와 폼 재질은 시편 시험을 통해 물성치를 획득하였으며, 금속재는 상용화된 제품이 적용되므로 일반 철강 구조물의 물성치를 적용하였다. 샌드위치 복합재 구조 설계는 작용 하중에 대해 면재와 코어 재료 강도가 안전율 이내로 파손이 일어나지 않도록 설계하였다. Table 1에 적용된 재료의 물성치를 제시하였다.
- 설계에 적용된 재료는 유리섬유 면재와 폼 코어가 적용된 샌드위치 구조이며, 철강 구조가 혼용된 형태이다. 유리섬유와 폼 재질은 시편 시험을 통해 물성치를 획득하였으며, 금속재는 상용화된 제품이 적용되므로 일반 철강 구조물의 물성치를 적용하였다. 샌드위치 복합재 구조 설계는 작용 하중에 대해 면재와 코어 재료 강도가 안전율 이내로 파손이 일어나지 않도록 설계하였다.
- 본 연구에서는 하중 적재 차량의 내부 바다 구조에 대한 설계 및 해석 연구를 수행하였다. 적재 하중을 분석 한 후 유한 요소 해석 기법을 활용하여 구조 해석을 수행하였다.
- 구조 해석을 위해 생성된 총 격자의 수는 64,495개이다. 전체 구조물이 동일한 형태이므로 1/4로 모델링하여 구조 해석을 수행하였다. 경계 조건은 외각 4개 측면에 고정 경계 조건을 적용하였다.
- 경계 조건은 외각 4개 측면에 고정 경계 조건을 적용하였다. 총 두 가지 하중 조건에 대하여 구조 해석을 수행하였다. 구조 해석은 응력, 변위, 좌굴 해석을 수행하여 최종 구조 안전성을 평가하였다.
- 샌드위치 복합재 바닥 구조는 적재물의 하중을 받는 구조이다. 최대 적재 하중을 분석하여 안전율을 적용하고 구조 설계 및 해석을 수행하였다. 구조 해석은 유한 요소 해석 기법을 적용하여 응력, 변위, 좌굴 해석을 수행하였다.
대상 데이터
- 2에 명시하였다. 구조 해석을 위해 생성된 총 격자의 수는 64,495개이다. 전체 구조물이 동일한 형태이므로 1/4로 모델링하여 구조 해석을 수행하였다.
- 본 연구 대상 구조물은 샌드위치 복합재료 구조와 금속재 구조가 혼합된 자동차 구성품의 바닥(Floor Board) 구조물이다. 구조 설계 하중은 2가지 경우로 분석되었다.
- 설계에 적용된 재료는 유리섬유 면재와 폼 코어가 적용된 샌드위치 구조이며, 철강 구조가 혼용된 형태이다. 유리섬유와 폼 재질은 시편 시험을 통해 물성치를 획득하였으며, 금속재는 상용화된 제품이 적용되므로 일반 철강 구조물의 물성치를 적용하였다.
성능/효과
- 구조 해석은 유한 요소 해석 기법을 적용하여 응력, 변위, 좌굴 해석을 수행하였다. 구조 해석 결과 전체 하중이 적용하는 경우와 국부적으로 하중이 집중되는 경우 모두 응력 및 변형 해석 결과 안전한 구조인 것으로 검토되었다. 또한 넓은 평면 형태의 구조인 경우 좌굴에 취약하므로 좌굴 해석 결과를 면밀히 검토한 결과 좌굴에도 충분히 안정한 구조인 것으로 검토되었다.
- 구조 해석 결과 전체 하중이 적용하는 경우와 국부적으로 하중이 집중되는 경우 모두 응력 및 변형 해석 결과 안전한 구조인 것으로 검토되었다. 또한 넓은 평면 형태의 구조인 경우 좌굴에 취약하므로 좌굴 해석 결과를 면밀히 검토한 결과 좌굴에도 충분히 안정한 구조인 것으로 검토되었다.
- 39MPa로서 충분히 안전한 것으로 검토되었다. 변위 해석 결과는 중앙부에서 0.41mm로 검토되어 차량과 결합되었을 때 변위도 충분히 안전한 것으로 확인되었다. 좌굴 해석 결과 좌굴 하중 배수는 301로서 충분히 좌굴에 안정한 구조물인 것으로 검토되었다.
- 37MPa로서 충분히 안전한 것으로 검토되었다. 변위 해석 결과는 중앙부에서 0.91mm로 검토되어 차량과 결합되었을 때 변위도 충분히 안전한 것으로 확인되었다. 좌굴 해석 결과 좌굴 하중배수는 333로서 충분히 좌굴에 안정한 구조물인 것으로 검토되었다.
- 본 연구에서 샌드위치 복합재 구조와 철강 구조가 혼합된 자동차 바닥 구조에 대한 구조 해석 결과 하중 조건 2가지 경우 모두 안전한 것으로 검토되어, 설계 결과가 충분히 타당한 것으로 확인되었다.
- 자동차 바닥 구조물에 전체 하중이 적용되는 경우의 구조해석 결과 최대 응력은 15.39MPa로서 충분히 안전한 것으로 검토되었다. 변위 해석 결과는 중앙부에서 0.
- 41mm로 검토되어 차량과 결합되었을 때 변위도 충분히 안전한 것으로 확인되었다. 좌굴 해석 결과 좌굴 하중 배수는 301로서 충분히 좌굴에 안정한 구조물인 것으로 검토되었다. 좌굴 해석은 1차와 2차 수행하였는데 1차에서 충분히 안정한 구조물인 것을 확인하였다.
- 91mm로 검토되어 차량과 결합되었을 때 변위도 충분히 안전한 것으로 확인되었다. 좌굴 해석 결과 좌굴 하중배수는 333로서 충분히 좌굴에 안정한 구조물인 것으로 검토되었다. Fig.
- 좌굴 해석 결과 좌굴 하중 배수는 301로서 충분히 좌굴에 안정한 구조물인 것으로 검토되었다. 좌굴 해석은 1차와 2차 수행하였는데 1차에서 충분히 안정한 구조물인 것을 확인하였다. Fig.
- 하중 적용 조건 2번째 경우로서 바닥의 금속재 채널 형태 구조물 위에 수레가 안착되는 경우의 구조해석 결과 최대 응력은 61.37MPa로서 충분히 안전한 것으로 검토되었다. 변위 해석 결과는 중앙부에서 0.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.