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상세 트레드 패턴을 반영한 3차원 타이어 메쉬 생성
Three-Dimensional Finite Element Mesh Generation of Tires Considering Detailed Tread Patterns 원문보기

대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A, 2001 Nov. 01, 2001년, pp.330 - 335  

조진래 (부산대학교 기계기술 연구소) ,  김기환 (부산대학교 대학원 기계설계공학과) ,  홍상일 (부산대학교 대학원 기계설계공학과) ,  김남전 ((주)금호산업 R&D Center) ,  김기운 ((주)금호산업 R&D Center)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

While contacting directly with ground, the tire tread part is in shape of complex patterns of variable ASDs(anti-skid depth) for various tire performances. However, owing to the painstaking mesh generation job and the extremely long CPU-time, conventional 3-D tire analyses have been performed by eit...

AI 본문요약
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제안 방법

  • 마모의 경우에는 ASD에 따라 패턴의 굽힘 강성이 달라지는 것을 이용하여, 마모가 심한 곳에 작은 ASD를 적용하면 굽힘 강성은 커지게 되고 마모가 잘 일어나지 않게 된다. ASD의 변화를 적용하여 베쉬를 생성함으로써, 서로 다른 ASD의 변화에 대한 마모 경향, 배수 상태 등을 유한요소해석만으로도 분석할 수 있도록 하였다.
  • 케이스 메쉬는 패턴이 전혀 없는 트레드 부분과 케이스 부분으로 구성되어 있고, 커이스 부분은 벨트(belt)와 플라이(ply) 등으로 이루어져 있다. 각각의 부분을 그룹으로 지정하여 물성부여가 용이하도록 하였다. 메쉬의 개수는 원주 방향에 따라 조절 할 수 있는데, 상세패턴 메쉬가 삽입되는 부분에는 메쉬 밀도를 높여서 모델링 한다.
  • 공유면의 절점이 불일치하는 메쉬와 일치하는메쉬에 대해 각각 2차원 모델을 생성하여 불일치하는 메쉬의 타당성을 검증하였다. 접지압 해석을 수행하였고, 해석결과를 Fig.
  • 기존의 주그루브만을 적용한 타이어의 유한요소 메쉬를 개선하여, 상세패턴과 ASD의 변화가 적용된 트레드를 가지는 3차원 유한요소 메 쉬를 생성하였다. 트레드 부분에는 세밀한 요소를 적용하고.
  • 본 연구에서는 트레드 부분의 상세패턴을ASD(anti-skid depth)의 변화를 고려하여 타이어의 3차원 유한요소 메쉬를 생성하였다. 트레드부분과 타이어 본체 부분을 분리하여 메쉬를 생성하고、두 现쉬를 다시 결합하여 하나의 타이어네 쉬를 민-늘게 된다.
  • 타이 어 상세패턴의 제품도로부터 2차원 1피시의 패턴메쉬를 생성한다. 생성된 2차원 1피치의 패턴메쉬를 In-house 프로그램을 이용하여 2차운} 멀티피치 패턴으로 확장한 후, In-house 프로그램을 이용하여 3차원 멀티피치의 상세패턴 메 쉬를 생성한다. 한편, 케이스는 '2차원 축 대칭형 상의 메쉬를 In-house 프로그램을 이용하여 3 차원 케이스 메쉬를 만든다.
  • 메쉬의 바깥면은 접촉조건을 적용할 수 있도록 하여. 접 지압, 마찰에너지, 승월 특성 등의 해석을 할 수 있도록 하였다.
  • 메쉬의 타당성을 검증하였다. 접지압 해석을 수행하였고, 해석결과를 Fig. 3에 나타내었다. 해석 결과로부터 두 경우가 거의 같은 경향을 가짐을 알 수 있다.
  • 계산비용의 절감과 해석정도의 향상을 꾀하였다. 특히、상세패턴과 ASD의 변화를 적용함으로써 다양한 해석을 수행할 수 있는 타이어의 3차원 유한요소 메쉬를 생성하였다.
  • 프로그램은 Fortran언어를 이용하였으며, 일반 PC환경에서 충분히 모델링 작업을 할 수 있도록 하였다.

대상 데이터

  • 7의 (a)는 ASD의 변화를 고려한 것이고, (b)는 ASD의 변화를 고려하지 않은 것이다. 본고에서 모델링한 타이어에는 4개의 ASD가 적용되었고, 이를 Fig. 8에 나타내었다.
  • 요소의 개수는 6942개. 절점은 34252개이다. 후자의 모델을 구성하는 요소의 개수는 26250개이고.
  • 후자의 모델을 구성하는 요소의 개수는 26250개이고. 절점은 58626개이다.
  • 절점은 34252개이다. 후자의 모델을 구성하는 요소의 개수는 26250개이고. 절점은 58626개이다.
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