[논문]자동차 루프랙의 형상에 따른 구조 해석을 통한 융합 연구

최계광; 조재웅

doi:10.15207/jkcs.2019.10.12.257

자동차 루프랙의 형상에 따른 구조 해석을 통한 융합 연구
A Convergence Study through the Structural Analysis due to the Shape of Automotive Roof Rack 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.10 no.12, 2019년, pp.257 - 262

최계광 (공주대학교 금형설계공학과) , 조재웅 (공주대학교 기계자동차공학부)

초록
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최근 취미로 다양한 레포츠를 즐기는 인구가 증가하였다. 그에 따라 차량 지붕위에 다양한 물건들을 적재한 차량들을 거리에서 쉽게 볼 수가 있다. 차량 지붕위에 적재를 할 수 있게 하는 장치는 랙 이라는 장치이며 차량마다 각기 다른 형상을 가지고 있다. 다양한 종류들이 있지만 무거운 짐을 적재하기 위해 강도 및 내구성을 가져야 한다. 본 연구에서는 루프 랙의 지지대 방식과 고정대의 형상에 따른 구조 해석을 하였다. 세 가지의 모델들 중, Model C가 가장 좋은 내구성을 가지고 있음을 보였다. 따라서 어떤 형상을 가진 루프랙이 가장 안정성이 있는 것을 본 연구 결과로서 알 수 있다. 본 결과를 토대로 얻은 자동차 루프랙의 형상에 따른 구조 해석에 통한 융합 연구에 대한 설계데이터를 활용함으로서 실생활에서의 자동차 부품에 융합하여 그 미감을 보일 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, the number of people enjoying various leisure sports has increased. As a result, the vehicles with various items loaded onto the roof can be easily seen on the street. The device that enables loading on the vehicle roof is called by a rack, and each vehicle has its own different shape. There are various types of roof racks but they must have the strength and durability to load heavy loads. In this study, the structural analysis was performed according to the support method of the roof rack and the shape of the fixture. Of three models, it was shown that model C had the best durability. Therefore, this study result shows which shape of the roof rack is most stable among the models. By utilizing the design data about a convergence study through the structural analysis due to the shape of automotive roof rack obtained on the basis of this result, the esthetic feeling can be shown by being converged onto the part of automobile at actual life.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 2. Mesh configurations of models
그림 Fig. 1. Configurations of models
그림 Fig. 3. Fixed parts of models
그림 Fig. 4. Force conditions of models
표 Table 1. List of side roof rack model of A, B, C
그림 Fig. 5. Total deformations at structural analysis
그림 Fig. 6. Equivalent stresses at structural analysis

AI 본문요약
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가설 설정

3 및 4는 각각의 Model에 대한 구속조건들을 나타낸 그림들이다. 루프랙의 지지대 부분에는 적재하는 짐의 하중을 9800N으로 가정하여 지지대 상단부분에 받는다고 가정하였다. 차량과 루프랙이 고정되는 부분인 고정대의 밑바닥을 Fixed Support로 구석을 부여했다.

제안 방법

Model C는 B와 같이 지지대가 고정대 부분을 지나며, B와는 다르게 고정대 부분이 삼각형 모양의 형상을 가진다. 본 연구에서는 CATIA 프로그램으로 모델링을 하였으며 ANSYS 프로그램을 사용하여 구조해석을 수행하였다. 또한 본 연구의 시뮬레이션 해석 결과로서 설계에 적용시 실험을 하지 않고도 그 결과를 예측할 수가 있어서 본 논문의 해석 결과를 잘 이용할 수 있다고 사료된다.
따라서 이러한 다양한 자동차 부품들의 안전성에 관한 형상 개발 연구들이 있다[1-10]. 본 연구에서는 루프랙 형상에 따라 구조해석 결과를 분석한다[11-14]. 따라서 본 연구 결과를 종합하면 안전한 루프랙의 형상을 구현하는 데에 기여를 할 수 있다고 보인다[15-18].
본 연구에서는 루프랙 형상에 따른 구조 및 진동해석을 하였고 그 연구결과는 다음과 같다
루프랙의 지지대 부분에는 적재하는 짐의 하중을 9800N으로 가정하여 지지대 상단부분에 받는다고 가정하였다. 차량과 루프랙이 고정되는 부분인 고정대의 밑바닥을 Fixed Support로 구석을 부여했다.

대상 데이터

본 연구에 사용될 루프랙 모델은 구조용 강으로서 현재 사용되고 있고 가장 쉽게 볼 수 있는 3가지 Type의 모델들을 선택하였다. Fig.
따라서 본 연구 결과를 종합하면 안전한 루프랙의 형상을 구현하는 데에 기여를 할 수 있다고 보인다[15-18]. 해석에서는 3개의 루프랙 모델들을 설계하였다. 3가지 모델 모두 가장 대표적인 루프랙의 형상들이며 Model A는 지지대가 고정대 방향까지만 뻗은 형상이다.

성능/효과

1. 구조 해석 결과 Model A의 최대 변형량은 0.94832mm이며, Model B는 0.48692mm이고, Model C는 0.32682mm이다. 결과를 보았을 때 Model C의 변형량이 가장 적고 Model B, Model A순으로 구조강도가 더 좋다고 볼 수 있다.
2. Roof rack의 최대 등가응력은 88.454MPa, 61.896MPa, 48.594MPa이며, 구조강도에서는 C, B, A순으로 높은 구조강도의 수치를 나타낸다.
3. 본 연구 결과로 종합하여 보면, 같은 힘을 주었을 경우에는 지지대가 고정대 부분을 지나 뻗어있는 형상과 고정대의 형상이 삼각형의 형상을 가진 루프랙이 가장 안정적인 구조임을 알 수 있었다.
32682mm 이다. 이 결과를 보았을 때 Model C의 변형량이 가장 적고 Model B, Model A순으로 구조강도가 더 좋다고 볼 수 있다. 그리고 Fig.
본 연구에서는 루프랙 형상에 따라 구조해석 결과를 분석한다[11-14]. 따라서 본 연구 결과를 종합하면 안전한 루프랙의 형상을 구현하는 데에 기여를 할 수 있다고 보인다[15-18]. 해석에서는 3개의 루프랙 모델들을 설계하였다.

후속연구

4. 본 결과를 토대로 얻은 자동차 루프랙의 형상에 따른 구조 해석에 통한 융합 연구에 대한 설계데이터를 활용함으로서 실생활에서의 자동차 부품에 융합하여 그 미감을 보일 수 있다.
본 연구에서는 CATIA 프로그램으로 모델링을 하였으며 ANSYS 프로그램을 사용하여 구조해석을 수행하였다. 또한 본 연구의 시뮬레이션 해석 결과로서 설계에 적용시 실험을 하지 않고도 그 결과를 예측할 수가 있어서 본 논문의 해석 결과를 잘 이용할 수 있다고 사료된다. 본 결과를 토대로 얻은 자동차 루프랙의 형상에 따른 구조 해석에 통한 융합 연구에 대한 설계데이터를 활용 함으로서 실생활에서의 자동차 부품에 융합하여 그 미감을 보일 수 있다.
또한 본 연구의 시뮬레이션 해석 결과로서 설계에 적용시 실험을 하지 않고도 그 결과를 예측할 수가 있어서 본 논문의 해석 결과를 잘 이용할 수 있다고 사료된다. 본 결과를 토대로 얻은 자동차 루프랙의 형상에 따른 구조 해석에 통한 융합 연구에 대한 설계데이터를 활용 함으로서 실생활에서의 자동차 부품에 융합하여 그 미감을 보일 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	랙은 무엇인가?	그에 따라 차량 지붕위에 다양한 물건들을 적재한 차량들을 거리에서 쉽게 볼 수가 있다. 차량 지붕위에 적재를 할 수 있게 하는 장치는 랙 이라는 장치이며 차량마다 각기 다른 형상을 가지고 있다. 다양한 종류들이 있지만 무거운 짐을 적재하기 위해 강도 및 내구성을 가져야 한다.
	루프랙의 결합방식은?	이미 미국과 유럽 등 해외국가들은 루프랙의 사용이 많아 더 다양한 루프랙의 종류들과 시스템을 구축하고 있다. 루프랙은 기존 차량에 차의 수직된 방향으로 차 자체에 탑재되어 결합된 방식이다. 루프랙은 상당한 무게의 하중들을 견뎌야 하는 극한의 상황에 놓여 있기도 하는데 이를 견디어 내지 못한다면 대형사고로 이어질 수 있기 때문에 안전과 직결되어 있다.
	루프랙 안전성에 관한 형상 개발 연구가 필요한 이유는?	루프랙은 기존 차량에 차의 수직된 방향으로 차 자체에 탑재되어 결합된 방식이다. 루프랙은 상당한 무게의 하중들을 견뎌야 하는 극한의 상황에 놓여 있기도 하는데 이를 견디어 내지 못한다면 대형사고로 이어질 수 있기 때문에 안전과 직결되어 있다. 따라서 이러한 다양한 자동차 부품들의 안전성에 관한 형상 개발 연구들이 있다[1-10].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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