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차체 강성해석을 위한 구조용 접착제 해석모델링 연구
Modelling of Structural Adhesives for Body Stiffness Analysis in Automobile 원문보기

한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집, 2007 Nov. 15, 2007년, pp.1410 - 1414  

서성훈 (현대자동차 차량해석팀) ,  주재갑 (현대자동차 차량해석팀)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In modern automobile body manufacturing, the structural adhesive bonding is recognized to one of new joining techniques for the purpose of light weight body and its application scope in the automobile body has been gradually magnified. Specially, the structural adhesives have the advantages of not o...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 논문에서는 차체 강성해석을 위한 구조용 접착제의 모델링 방법론에 대해 연구하였다. 접착부분의 적용요소와 접착제와 구조의 연결부분 모델링으로 나뉠 수 있는데, 접착제 적용요소로는 기존에 주로 사용되어 오던 1 차원 요소와 좀 더 정확한 모델링이 가능한 3 차원 요소를 검토하였으며 연결부분 모델링은 절점의 일치 유무에 따른 비교를 살펴보았다.
  • 이러한 구조를 가장 정확하게 모델링하기 위해서는 표 1 의 기준모델과 같이 차체와 구조용 접착제를 3 차원 요소인 CHEXA로 모델링하고 절점 공유(common node)을 통해 차체와 구조용 접착제를 연성시키는 방식이다. 본 연구에서는 이 모델을 비교 해석을 위한 기준 모델링으로 사용하여 간단한 모델에 대하여 비교를 진행한다.

가설 설정

  • 본 연구에서는 그림 1 과 같이 모자(hat) 형상의 구조물에 대하여 앞서 언급한 6 가지 모델링 기법을 적용하여 해석결과를 비교한다. 모자 구조물의 양끝단의 플랜지(flange)는 35mm 피치간격으로 점용접되어 있고 동시에 플랜지 면 전체에 접착제가 도포되어 있다고 가정한다. 판재의 두께는 모두 1mm 이며 접착제 두께는 0.
  • 모자 구조물의 양끝단의 플랜지(flange)는 35mm 피치간격으로 점용접되어 있고 동시에 플랜지 면 전체에 접착제가 도포되어 있다고 가정한다. 판재의 두께는 모두 1mm 이며 접착제 두께는 0.35mm 로 가정한다. 본 해석의 점용접 모델링은 직경이 6mm 인 CDH 용접모델링을 적용한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
충돌안전 법규의 지속적인 강화가 차량에 미친 영향은 무엇인가? 최근의 차량은 다양한 원인으로 차량 중량이 꾸준히 증가하고 있다. 충돌안전 법규의 꾸준한 강화로 승객과 보행자 보호를 위한 각종 안전장치가 부가되고 있으며 안락한 승차감에 대한 요구가 커짐에 따라 차체 강성을 증대하고 소음차단을 위한 흡차음재의 사용영역도 넓어지고 있는 추세이며 특히 승객의 편리성을 도모하는 각종 메커니즘, 전자장치 등의 추가가 급등하여 불과 80 년대 차량에 비해 차량의 중량은 20~40% 정도 증가되었다. 반면 연료소모가 적은 차량에 대한 소비자 요구도 계속적으로 증가하고 있으며 이산화탄소 배출규제도 강화되고 있어 차량의 경량화는 불가피한 상황에서 선진 차량개발 업체에서는 차체 중량을 줄일 수 있는 방향으로 연구를 꾸준히 해오고 있다[1].
차량의 경량화에 대한 연구가 불가피한 이유는 무엇인가? 충돌안전 법규의 꾸준한 강화로 승객과 보행자 보호를 위한 각종 안전장치가 부가되고 있으며 안락한 승차감에 대한 요구가 커짐에 따라 차체 강성을 증대하고 소음차단을 위한 흡차음재의 사용영역도 넓어지고 있는 추세이며 특히 승객의 편리성을 도모하는 각종 메커니즘, 전자장치 등의 추가가 급등하여 불과 80 년대 차량에 비해 차량의 중량은 20~40% 정도 증가되었다. 반면 연료소모가 적은 차량에 대한 소비자 요구도 계속적으로 증가하고 있으며 이산화탄소 배출규제도 강화되고 있어 차량의 경량화는 불가피한 상황에서 선진 차량개발 업체에서는 차체 중량을 줄일 수 있는 방향으로 연구를 꾸준히 해오고 있다[1].
차체 중량을 줄일 수 있는 방법으로는 무엇이 있는가? 차체 경량화 방법으로는 초고강도강판이나 알루미늄, 마그네슘 등 소재를 활용한 경량화 방법과 알루미늄 프레임 차체 등을 적용한 구조적인 경량화 방법과 하이드로포밍, 롤포밍, TWB(Tailor Welded Blanks) 등 공정기술을 통한 경량화 방법, 구조용접착제를 활용한 접합부문의 경량화 방법으로 나눌수 있는데, 구조용 접착제는 기존 용접이 불가능했던 이종 부재 간의 접착이 가능하며 구조상 용접처리가 불가능한 부위를 대체할여 적용할 수 있어 설계 유연성을 높일 수 있으며 기존 용접체결과 더불어 적용할 경우 차체 강성 및 충돌, 내구 성능을 향상시킬 수가 있어 접합 부분에서는 새로운 기술로 각광을 받고 있다.
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