응력수명법을 이용한 탄소섬유강화복합재 로어 컨트롤 아암의 내구성 평가

장재익; 임주희; 이종수

doi:10.3795/KSME-A.2017.41.11.1131

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저자정보: 장재익 (연세대학교) 임주희 (연세대학교) 이종수 (연세대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제41권 제11호 (통권 제386호)

발행연도: 2017.11

수록면: 1,131 - 1,137 (7page)

DOI: 10.3795/KSME-A.2017.41.11.1131

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최근 자동차 분야에서의 CO₂ 배출 및 연비에 대한 규제가 강화되고 있다. 이에 따라 여러 기업들은 차체 및 차량부품에 복합재료를 적용하여 경량화를 이루고 연비향상을 통해 규제를 만족하고자 한다. 특히 현가파트 중 강한 하중을 받는 로어 컨트롤 아암의 경우, 운전조건을 만족하기 위해 대부분 두껍고 무겁게 설계된다. 따라서, 로어 컨트롤 아암의 경량화 및 그에 따른 내구성평가가 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 먼저 유한요소해석을 통해 하중조건에 따른 강도 및 강성 해석 값이 경계조건을 만족하는지 확인하기 위하여 구조해석을 수행하였다. 해석 과정에는 주응력 값을 기준으로 평가하고 관성제거기법을 적용하였다. 또한, 이를 바탕으로 응력-수명법을 이용하여 내구성평가를 실시하였다.

#Lower Control Arm(로어 컨트롤 아암) #Structure Analysis(구조 해석) #Durability Assessment(내구성평가) #Composite Material(복합재료) #Finite Element Analysis(유한요소해석) #Stress-Life Method(응력수명법)

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Jacob, A., 2010, “BMW Counts on Carbon Fiber for its Megacity Vehicle,” Reinforced plastics, pp. 38~41. Lee, D. H. and Park, Y. C., 2003, “Multi-objective Optimization of Lower Control Arm Considering the Stability for Weight Reduction,” The Korean Society of Automotive Engineers, Vol. 11, No. 4, pp. 94~101. Jung, Y. S., Na, J. H., Min, S. J. and Kim, Y. S., 2013, “Multi-Performance Structural Optimization of a Lower Control Arm for Weight Reduction,” Proceeding of the Korean Society of Automotive Engineers, No. 5, pp. 1290~1292. Bannantine, J. A., Comer, J. J. and Handrock, J. L., 1989, “Fundamentals of Metal Fatigue Analysis,” Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.

Park, J. H., Son, K. R. and Park, I. H., 2014, “Improvement of Durability for Aluminum Control Arm by Fatigue Analysis under Vehicle Load Condition,” Proceeding of the Korean Society of Automotive Engineers, No. 5, pp. 427~432.

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