[논문]트럭경량화를 위한 Deck Frame의 수치해석 연구

윤성우; 고선호; 김홍건; 곽이구

doi:10.14775/ksmpe.2018.17.3.127

트럭경량화를 위한 Deck Frame의 수치해석 연구
Numerical Analysis of Deck Frame for Lightweight Trucks 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.17 no.3, 2018년, pp.127 - 133

윤성우 (전주대학교 탄소융합공학과) , 고선호 (전주대학교 기계공학과) , 김홍건 (전주대학교 탄소융합공학과) , 곽이구 (전주대학교 탄소융합공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

To reduce fuel consumption, research on the weight reduction of vehicles is being actively carried out. Researchers have typically tried to replace metal materials with composites materials, but these materials did not satisfy the required strength and rigidity of a vehicle. Composites are usually not used because of their high cost. There are incomplete studies on lightweight trucks that transport cargo. Therefore, in this paper, we enhance the lightness and mechanical strength through design optimization of the deck frame for a lightweight truck. For that purpose, the side member and cross member, which are mounted on the lower part of the truck to assure the safety of the vehicle and support the luggage load, were targeted. The result of numerical analysis on the safety of the frame was obtained by changing the shape of each cross-section. To verify the numerical analysis, we compared it with the theoretical value of a cantilever beam. As a result, the suitability of the cross-sectional shapes of each frame was confirmed through numerical analysis.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

Cross Member Side 와 Member의 단면형상은 각 제조업체에 따라 다르나, 일반적으로 사각형 단면의 이 주를 이루고 있 Frame 다 하지만 본 연구에서는 기존 사각형단면이 아닌 . , 단면형상의 최적화를 통해 기존과 동등한 수준의 성능을 확보하고자 하였다 은 본 연구에 적 . Fig.
, 또한 트럭의 경우 적재물을 싣고 있는 상태에 서 험로를 주행하는 경우가 많아 예기치 않은 굽힘 모멘트와 비틀림 모멘트를 받을 수 있기 때문에 차 량의 수명연장과 차량전복의 우려를 해결과 동시에 차체의 경량화를 위한 방법을 모색하고 있는 실정 이다[5] . 트럭의 경량화에 대한 연구들은 차량 중량 의 약 를 차지하는 덤프박스나 의 경량화 20% Deck 방안에 대한 연구가 이뤄지고 있기 때문에 본 연구 에서도 역시 기존의 를 기본으로 하여 동등 이 Deck 상의 강도와 강성을 유지할 수 있도록 Deck Frame 의 Side Member Corss Member 와 의 단면형상을 최 적화하고자 하였다 기존에 비해 향상된 구조강도 . 를 유지하며 경량화된 Deck Frame을 확보하고자 하 였으며 이를 위해 수치해석방법으로 접근하여 고 , 찰하고자 하였다.

제안 방법

1 용된 트럭의 부분의 모델이며 의 종 Deck 3-D , Deck 부재인 Side Member와 횡부재인 Cross Member를 해석대상으로 선정하여 단면형상을 변경하여 구조 해석을 통한 기계적 특성에 대해 분석하고자 하였 다 수치해석은 수치해석 상용프로그램인 . ANSYSV15.0을 사용하였으며 를 통해 모델링된 , CATIA Deck Frame ANSYS WB Import 을 에 한 후 유한요소 모델과 경계조건을 정의한 후 구조해석을 수행하였 다[6]. Side Member Side Member 각 와 의 단면형상과 유한요소모델은 Fig.
, 단면형상의 최적화를 통해 기존과 동등한 수준의 성능을 확보하고자 하였다 은 본 연구에 적 . Fig. 1 용된 트럭의 부분의 모델이며 의 종 Deck 3-D , Deck 부재인 Side Member와 횡부재인 Cross Member를 해석대상으로 선정하여 단면형상을 변경하여 구조 해석을 통한 기계적 특성에 대해 분석하고자 하였 다 수치해석은 수치해석 상용프로그램인 . ANSYSV15.
트럭의 경량화에 대한 연구들은 차량 중량 의 약 를 차지하는 덤프박스나 의 경량화 20% Deck 방안에 대한 연구가 이뤄지고 있기 때문에 본 연구 에서도 역시 기존의 를 기본으로 하여 동등 이 Deck 상의 강도와 강성을 유지할 수 있도록 Deck Frame 의 Side Member Corss Member 와 의 단면형상을 최 적화하고자 하였다 기존에 비해 향상된 구조강도 . 를 유지하며 경량화된 Deck Frame을 확보하고자 하 였으며 이를 위해 수치해석방법으로 접근하여 고 , 찰하고자 하였다. 2.

대상 데이터

에 대한 연구는 미비한 상태이다[1] . , 또한 경량신소 재인 탄소복합재등의 경우 강도와 강성 등의 문제 는 해결되고 있으나 가격 등의 문제로 인해 수요 , 자와 공급자에 의해 배제되고 있다 본 연구대상인 . 트럭 의 은 Deck Frame Side Member Cross Member 와 가 사다리 모양으로 연결되어 차량 및 적재물의 하 중을 지지하며 주요 차량 부품이 장착되어 차량의 , 안전성등의 중요 역할을 하는 핵심부품이다[2] .

참고문헌 (8)

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Kim, J. O., "A Study on the Effect of the Mounted Method of a Large Truck's Frame on Handling Perfoemance," A Thesis for a Master, Chonbuk National University, Republic of Korea, 2004.
Baek, M. I., "The Study for Mass Reduction of Dump Box on Dump Truck," A Thesis for a Master, Chonnam National University, Republic of Korea, 1996.
Ku, H. K., Kim, J. W., Won, C. and Song, J. I., "Optimization and Structure Analysis of Brake Disc for Free-fall Winch," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 11, No. 3, pp. 55-61, 2012.
Kang, D. M,. Cho, K. C,. Kwang, T. K,. Sim, K. J,. Guk, H. H,. Kim, J. S,. and Park, M. H,. "A Study on the Composite Insulation Boom Development of the Aerial Work Platform for Electric Work," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 17, No. 2, 99. 137-144, 2018
Ko, J. W., Bin, Y. B., Eun, W. J. and Shin, S. J., "Linear Analysis and Non-linear Analysis withCo-Rotational Formulation for a CantileveredBeam under Static/Dynamic Tip Loads," Journalof Computational Structural Engineering Instituteof Korea, Vol. 28, No. 5, pp. 467-475, 2015.

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