$\require{mediawiki-texvc}$

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.

고장력강을 이용한 자동차 경량 도어 개발 프로세스
The Process Development of Automotive Light-Weighting Door using High Strength Steel 원문보기

소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics, v.26 no.1, 2017년, pp.55 - 62  

장동환 (Dept. of Mechanical Design, Inha Technical College)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes the process to develop a light-weighting automotive door assembly using high strength steel with low cost penalty. In recent years, the automotive industry is making an effort to reduce the vehicle weight. In this study, inner panels for automotive front door using thinner sheets...

주제어

#Automotive Door   #Static Stiffness Test   #Finite Element Method   #Light-Weighting   #High Strength Steel  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 성형성을 개선하고자 하는 목적으로 Fig. 10과 같이 내판의 전체 구조물을 동일한 두께로 변경하고 상대적으로 지지 효과가 큰 외곽 모서리 경계부에 일반 냉연강판인 SPRC340을 적용하고 두께를 증가시켜 성형후에 용접 체결하는 방법으로 설계를 변경하였다.
  • 본 논문에서는 우선적으로 차체에 대한 경량화를 목적으로 상부 프레임과 비교하여 상대적으로 중량 감소가 크면서 외관품질에 대한 제약이 작고 설계자유도가 높은 하부 구조물의 내판에 대해서 적용하였다. 또한 후면도어(rear door)와 비교하여 상대적으로 제품에 대한 설계 난이도가 높고 구조물의 형상에 따라 성형 특성이 많이 영향을 받는 전면도어 (front door)를 개발 대상으로 하였다.
  • 본 논문에서는 자동차 전면도어에 대한 경량화를 위하여 도어를 구성하는 각각의 독립적인 판재에 대해 소재의 종류와 두께를 설계변수로 설정하여 형상을 제안하였다. 설계에 대한 적합성을 검증하기 위하여 3가지 정적 강성시험과 성형공정에 대해 유한요소해석을 이용하여 모의실험을 수행하고 설계변경에 반영하였다.
  • 본 논문에서는 제안된 도어 구조물에 대한 기계적 성능에 대한 적합성을 평가하기 위하여 앞서 언급한 3가지 정적 강성시험 항목에 대해 수치해석적 방법에 의한 모의시험을 수행하였다. 유한요소해석에 사용된 차체 구조물(body-in-white)에서 각각의 부 재들과 판재들의 용접조건들에 대한 영향은 무시했으며 모든 차체 구조물의 구성요소들을 강체요소 (RBE2)로 결합하는 일반적인 방법을 사용하였다.
  • 본 논문에서는 제작된 전면도어 시제품의 성능에 대한 타당성을 검토하기 위하여 앞서 언급한 3가지 정적 강성시험을 실시하였다. 모든 시험조건은 수치 해석에 의한 모의시험과 동일하게 설정하였으며 각각의 시험에 대해 별도의 지그를 제작하여 수행하 였다.
  • 본 논문은 자동차 전면도어에 대한 경량화를 목적으로 고강도 판재를 이용하고 성형성을 고려하여 설계를 개선한 개발 프로세스에 관한 것이다. 이를 위하여 보론강 SABC1470 소재가 적용된 핫 스탬핑 공정으로 성형이 가능한 내판의 형상을 제안하였으며 모의실험에 의한 해석결과를 이용하여 설계와 성형공정에 대한 적합성을 검토하고 시제품을 제작하여 성능을 시험하였다.
  • 그림에서 알 수 있듯이 2개의 경첩부를 모든 방향에 대해 구속하고 동시에 래치부는 횡방향으로 병진운동 (translate motion)만을 구속한다. 이러한 이유는 가해진 하중에 의해 경첩부의 회전축을 기준으로 도어가 내측으로 닫힘이 발생하는 것을 방지하려는 목적이다. 측정방법은 래치부에서 수직방향으로 50kgf 의 하중을 인가하면서 동일한 방향으로 발생하는 변위를 계산한다.
  • 기존 양산 모델과 다르게 상대적으로 두께가 큰 소재를 상단에 위치하여 래치 상단부로부터 경첩 하단부 방향으로 맞춤식 재단용접이 가능하도록 설계하였다. 이러한 이유는 두께 감소에 의한 강성저하를 최소화하고 측면 충돌에 의한 안전도를 향상시키기 위한 목적이다. 1차 설계단계에서 내판에 대해 계산된 중량은 3.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자동차 도어의 성능 저하가 발생시키는 문제점은? 자동차 도어는 모노코크(monocoque) 차체에서 독립적으로 조립되는 대표적인 가동부품(moving part) 으로서 외부의 환경변화를 탑승공간으로 유입되는 것을 방지하고 다양한 기능적인 역할을 제공하는 중요한 핵심부품이다[1]. 따라서 자동차 도어의 성능 저하는 불완전한 방수, 비정상적인 소음의 유입, 충돌과정에서 탑승객의 상해 등과 같은 심각한 문제점을 발생시킨다. 이러한 이유로 인하여 자동차 도어에 대한 기능적인 최적화는 관련 산업의 공학자들에게 중요한 관심사항중의 하나가 되었다[2].
자동차 도어의 역할은? 자동차 도어는 모노코크(monocoque) 차체에서 독립적으로 조립되는 대표적인 가동부품(moving part) 으로서 외부의 환경변화를 탑승공간으로 유입되는 것을 방지하고 다양한 기능적인 역할을 제공하는 중요한 핵심부품이다[1]. 따라서 자동차 도어의 성능 저하는 불완전한 방수, 비정상적인 소음의 유입, 충돌과정에서 탑승객의 상해 등과 같은 심각한 문제점을 발생시킨다.
자동차에 경량소재를 적용시켜야 하는 이유는? 전세계적으로 지속적인 자동차의 증가는 화석 에너지 고갈, 유해가스 배출, 지구 온난화 등과 같은 사회적, 환경적인 문제를 발생시키며 현재 자동차 관련 산업은 연비 효율 상승과 배기가스 절감과 같은 요구에 직면에 있다. 일반적으로 자동차 차체는 전체 완성차 중량의 약 40%를 차지하고 있기 때문에 차체 경량화는 연비 향상의 중요한 요소중의 하나이며 가장 기본적인 공학적 접근방법은 경량소재를 적용하는 것이다[3].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (14)

  1. D. H. Jang, 2011, Process Development for Automotive Hybrid Hood using Magnesium Alloy AZ31B Sheet, Trans. Mater. Process, Vol. 20, No. 2, pp. 160-166. 

    원문보기 상세보기 crossref

  2. J. Fang, Y. Gao, G. Sun, Q. Li, 2013, Multiobjective Reliability-based Optimization for Design of a Vehicle Door, Finite Elem. Anal. Des., Vol. 67, pp. 13-21. 

    상세보기 crossref

  3. X. Cui, S. Wang, S. J. Hu, 2008, A Method for Optimal Design of Automotive Body Assembly using Multi-material Construction, Mater. Des., Vol. 29, No. 2, pp. 381-387. 

    상세보기 crossref

  4. Y. X. Li, Z. Q. Lin, A. Q. Jiang, G. L. Chen, 2003, Use of High Strength Steel Sheet for Lightweight and Crashworthy Car Body, Mater. Des., Vol. 24, No. 3, pp. 177-182. 

    상세보기 crossref

  5. Y. X. Li, Z. Q. Lin, A. Q. Jiang, G. L. Chen, 2004, Experimental Study of Glass-fiber Mat Thermoplastic Material Impact Properties and Lightweight Automotive Body Analysis, Mater. Des., Vol. 25, No. 7, pp. 579-585. 

    상세보기 crossref

  6. D. Y. Kwak, J. H. Jeong, J. S. Cheon, Y. T. Im, 1997, Optimal Design of Composite Hood with Reinforcing Ribs through Stiffness Analysis, Compos. Struct. Vol. 38, No. 1, pp. 351-359. 

    상세보기 crossref

  7. D. Carle, G. Blount, 1999, The Suitability of Aluminum as an Alternative Material for Car Bodies, Mater. Des., Vol. 20, No. 5, pp. 267-272. 

    상세보기 crossref

  8. A. Deb, M. S. Mahendrakumar, C. Chavan, J. Karve, D. Blankenburg, S. Storen, 2004, Design of an Aluminum-based Vehicle Platform for Front Impact Safety, Int. J. Impact Eng., Vol. 30, No. 8, pp. 1055-1079. 

    상세보기 crossref

  9. S. Holmberg, B. Nejabat, 2004, Numerical Assessment of Stiffness and Dent Properties of Automotive Exterior Panels, Mater. Des., Vol. 25, No. 5, pp. 361-368 

    상세보기 crossref

  10. D. H. Lee, T. J. Kim, J. D. Lim, H. J. Lim, 2009, Development of High Strength Steel Body by Hot Stamping, Trans. Mater. Process, Vol. 18, No. 4, pp. 304-309. 

    원문보기 상세보기 crossref

  11. Z. Shen, X. Qiao, H. Chen, 2013, Proc. of the FISITA 2012, Springer, Berlin Heidelberg, pp. 13-26. 

  12. K. W. Nam, S. H. Park, J. S. Yoo, S. M. Lee, 2012, Analysis of Impact Characteristics of Bonded Dissimilar Materials for Center Pillar, Trans. Kor. Soc. Mech. Eng., Vol. 36, No. 8, pp. 929-934. 

    원문보기 상세보기 crossref

  13. A. V. Bhagwan, G. T. Kridli, 2004, Formability Improvement in Aluminum Tailor-welded Blanks via Material Combinations, J. Manuf. Processes, Vol. 6, No. 2, pp. 134-140. 

    상세보기 crossref

  14. R. J. Pallett, R. J. Lark, 2001, The Use of Tailored Blanks in the Manufacture of Construction Components, J. Mater., Process. Technol., Vol. 117, No. 1, pp. 249-254. 

    상세보기 crossref

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 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

맨위로