초록 ▼

1차년도에는 편조사층에 대한 단위셀 3D FEM 모델을 생성하고 균질화 기법으로 직교이방성 등가물성치를 계산하였다. 그리고 차량의 조향과 상하운동(bump/rebound)에 따른 호스의 cyclic path를 정의하고 대변형 해석에 필요한 호스 끝단 궤적을 수치적으로 보간하는 방법을 확립하였다. 그리고 직교이방성 재질로 균질화 된 물성치를 적용한 브레이크 호스의 3D FEM 모델링과 대변형 해석기법을 연구하고, 수평과 수직 path를 따른 대변형 해석을 수행하였으며 path에 따른 변형 특성을 비교 분석하였다.

2차년도

1차년도에는 편조사층에 대한 단위셀 3D FEM 모델을 생성하고 균질화 기법으로 직교이방성 등가물성치를 계산하였다. 그리고 차량의 조향과 상하운동(bump/rebound)에 따른 호스의 cyclic path를 정의하고 대변형 해석에 필요한 호스 끝단 궤적을 수치적으로 보간하는 방법을 확립하였다. 그리고 직교이방성 재질로 균질화 된 물성치를 적용한 브레이크 호스의 3D FEM 모델링과 대변형 해석기법을 연구하고, 수평과 수직 path를 따른 대변형 해석을 수행하였으며 path에 따른 변형 특성을 비교 분석하였다.

2차년도에는 1차년도에서 연구한 균질화기법, 호스 3D FEM모델링 그리고 path 보간기법을 바탕으로 보정된 피로손상모델을 개발하고 그 특성을 분석하였다. 우선 피로손상모델은 편균변형률이 보정된 Morrow모델과 평균응력이 보정된 SWAT모델을 개발하였다. 그리고 피로계산모듈을 개발하여 상용 FEM S/W인 midas NFX와 연동시켰다. 개발된 피로모듈의 특성을 분석하기 위해 3가지 피로모델에 대한 예측결과를 상호비교 평가하였다. 그리고 4개의 대표적인 cyclic path를 정의하고 path별 호스 대변형 거동과 피로수명을 파라메트릭하게 분석하였다. 아래 그림 2는 path 1과 2에 대한 in-plane 그리고 out-of-plane deformed layout과 피로수명 profile를 보여주고 있다.

3차년도에는 호스의 대변형 그리고 피로수명 특성을 두 개의 편조층의 각도에 따라 파라메트릭하게 분석하였다. 그리고 1,2차년도의 연구결과를 토대로 다목적 최적설계를 위해 수평 cyclic path와 호스길이 그리고 두 개 편조층의 편조사 각도를 설계변수로 선정하였다. 목적함수로는 최대 면내 처짐량과 최소 피로수명 사이클을 가중치와 스케일링 인자를 도입하여 선형결합으로 정의하였다. 두 목적함수의 메타모델은 응답표면법(RSM)과 완전요인배치법(FFD)를 사용하여 근사하였다. 다목적 최적설계는 PQRSM기법으로 수행하였으며 22회 반복으로 아래 표 1에 나타나 있는 최적해을 구하였다. 표를 통해 확인할 수 있듯이 본 연구에서의 다목적 최적설계를 통해 최대 면내 처짐량은 감소하고 피로수명은 현저히 증가하였다.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 12