선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구는 실 주행조건에서 발생되는 휠의 동응력 분석을 위하여 다양한 코너조건 등의 극한주행시험이 가능한 F1 서킷(Korea Internatinal Circuit; KIC) 극한주행시험을 실시하였고, 다축 하중에 의하여 발생되는 알루미늄 알로이 휠(Aluminum alloy road wheel) 취약부의 동응력, 스트레인을 계측하였다. 또한 주행 중 발생하는 휠의 동응력 발생 주요 영향인자를 도출 및 분석하였다.
제안 방법
- 1) F1 서킷의 다양한 코너 주행 조건(다축 하중 상태)에서의 동응력과 스트레인을 시험을 통하여 직접적으로 계측하였다.
- 2) 스트레인 로제트를 활용하여 알루미늄 알로이 휠 취약부(전면 스포크부)의 최대 손상도가 발생하는 평면의 방향을 결정하고, 그 평면 내에서의 동응력과 변형률을 분석하였다.
- 고속모드-좌측 휠 Case의 취득 데이터를 바탕으로 속도, 횡/종가속도와 스트레스와의 상관관계 특성을 분석하였다. Fig. 9에서는 좀 더 명확한 상관 관계 및 경향을 분석하기 위해 각 코너에서의 횡, 종가속도, 속도와 스트레스를 각각의 최대값으로 나누어 정규화(normalization)하여 관찰하였다. 각 코너에서의 속도와 종가속도(x-acceleration)는 횡가속도(y-acceleration)에 비해 뚜렷한 경향이 관찰되지 않았다.
- 계측위치(좌/우륜)와 주행속도 범위(고속/저속)의 구분에 따라 총 4가지 주행조건으로 시험을 진행하였다. 주행속도 범위의 구분은 Table 2와 같다.
- 고속모드-좌측 휠 Case의 취득 데이터를 바탕으로 속도, 횡/종가속도와 스트레스와의 상관관계 특성을 분석하였다. Fig.
- 본 연구는 실 주행조건에서 발생되는 휠의 동응력 분석을 위하여 다양한 코너조건 등의 극한주행시험이 가능한 F1 서킷(Korea Internatinal Circuit; KIC) 극한주행시험을 실시하였고, 다축 하중에 의하여 발생되는 알루미늄 알로이 휠(Aluminum alloy road wheel) 취약부의 동응력, 스트레인을 계측하였다. 또한 주행 중 발생하는 휠의 동응력 발생 주요 영향인자를 도출 및 분석하였다.
- 4와 같다. 또한 휠이 외부에 노출되어 있으므로 스트레인 게이지 및 와이어링 작업이 완료된 후에는 게이지 보호용 실리콘을 도포하여 휠을 센서화 하였다.
- eDAQ에서는 mV 단위의 전압의 형태로 최초 수신되기 때문에 이를 ㎛ 단위의 스트레인으로 변환하였다. 본 시험에서 활용된 텔레메트리는 하프브릿지(half bridge)를 지원하므로 더미 저항을 활용하여 쿼터 브리지(quater bridge) 개념으로 전압 데이터를 측정하였다. 사용된 게이지 펙터는 2.
- 본 연구에서는 F1 서킷을 주행 시험로로 활용하여 다양한 코너 등의 가혹한 주행 환경 하에서의 알루미늄 알로이 로드 휠의 동응력 및 스트레인을 계측 및 분석하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 본 연구에서는 GlyphWorks v.10.0을 활용하여 eDAQ을 통하여 저장된 데이터 프로세싱을 수행하였다.
- 이러한 경우 다축피로를 분석하고자 할 때 표면에서의 응력을 계산하기 위하여 여러 방향(0°~180°)의 평면에 대하여 발생하는 스트레인 결과에 대하여 레인플로우 계산(rain flow count) 을 하고 각 평면에서의 피로 손상도를 계산한다.
- 휠의 동응력 및 스트레인 분포 분석을 위해 다양한 좌, 우 코너 및 고속직선 구간 환경 조건을 보유한 F1 서킷에서 주행시험을 실시하였다.
대상 데이터
- 따라서 본 연구에서는 SMAT eDAQ(HBM社)과 텔레메트리 시스템(RTM社) 간의 무선통신을 통하여 신호를 취득하였다. 그외에는 자이로스코프 센서, GPS 센서, 네트워크 카메라 등을 시험에 활용하였다.
- 휠은 고속으로 회전하는 부품이므로 직접적으로 신호를 수신하기는 어렵다. 따라서 본 연구에서는 SMAT eDAQ(HBM社)과 텔레메트리 시스템(RTM社) 간의 무선통신을 통하여 신호를 취득하였다. 그외에는 자이로스코프 센서, GPS 센서, 네트워크 카메라 등을 시험에 활용하였다.
- 본 시험에서는 일반적인 중대형 차량에 적용되는 국내 제조업체의 18" 알루미늄 알로이 주조휠을 대상으로 선정하였으며, 시험 대상 휠의 기계적 물성 및 주요 특성은 Table 1과 같다.
- 본 연구를 위하여 전라남도 영암에 위치한 F1 서킷(KIC)을 시험로로 사용하였다. 영암 F1 서킷의 총 주행거리는 5.
- 휠의 동응력 및 동스트레인 측정을 위하여 로제트 게이지(2ea), 단축 게이지(2ea)의 총 8개 채널을 구성하였으며 부착된 각 스트레인 게이지별 채널(Ch.)은 Fig. 4와 같다. 또한 휠이 외부에 노출되어 있으므로 스트레인 게이지 및 와이어링 작업이 완료된 후에는 게이지 보호용 실리콘을 도포하여 휠을 센서화 하였다.
성능/효과
- 3) 차량 선회 시 원심력에 의해 선회하는 바깥쪽 바퀴에 하중이 증가하여 우측 휠은 좌코너에서, 좌측 휠은 우코너에서 응력이 크게 발생함을 확인할 수 있다.
- 4) 횡/종 가속도 및 속도에 따른 휠의 동응력 분석을 분석한 결과, 휠의 동응력은 횡가속도에 선형적인 관계가 있음을 확인하였다.
- FEA(Finite Element Analysis) 해석결과를 바탕으로, 휠의 핵심 주요 취약부(허브에 근접한 스포크部)를 확인하였고, 취약부의 스트레스 방향이 비교적 명확함을 확인할 수 있다. 로제트의 1축 방향이 주방향과 일치하도록 스트레인 게이지를 부착하였으며, 단축 게이지는 형상 특성상 로제트 부착이 어려운 곳에 응력의 방향을 고려하여 부착하였다.
- 반면에 횡가속도에 대한 스트레스는 선형적인 관계가 있음을 확인하였고, 기서술한 바와 같이 좌측 휠의 경우에는 좌측 코너보다는 우측 코너에서 상대적으로 스트레스가 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있다.
- 8에 나타내었다. 차량 선회 시 우측 휠은 좌코너에서 응력이 크게 발생하며, 좌측 휠은 우코너에서 응력이 크게 발생함을 확인할 수 있다. 이는 차량이 선회시 원심력에 의해 선회하는 바깥쪽 바퀴에 하중이 증가하기 때문이며, 횡가속도가 휠의 응력집중에 크게 영향을 미치는 것으로 예상할 수 있다.
- 10에서는 각 Case의 횡가속도-스트레스 상관관계 및 선형 근사 결과를 보여준다. 휠의 동응력 발생은 코너 주행 시 횡가속도와 선형적인 관계가 있음을 알 수 있으며, 각 선회 방향의 반대방향 휠에서 정규화된 횡가속도와 동응력의 선형 근사 기울기(Slope)의 범위는 약 0.73≦Slope≦1.06이며, 선회 방향의 휠에서의 기울기 범위는 약 0.09≦Slope≦ 0.48이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.