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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

김현웅 (경북대학교, 경북대학교 대학원)

지도교수
김철
발행연도
2019
저작권
경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

Aramid/phenol 복합재와 강재가 혼합된 변속기 기어의 동적특성 해석 및 최적설계
김현웅 기계공학과 2019.01 학위논문

2018

강과 Aramid/phenol 복합재로 구성된 자동차 변속기 기어의 진동소음 특성
김현웅 ,  김상현 ,  이수정 외 5명 한국자동차공학회 추계학술대회 및 전시회 2018.11 학술대회자료

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Hybrid composite gears made of steel and fiber-reinforced polymeric composite material are recently attracting electric vehicle designers’ attention due to their possible advantages such as lightweight and lessened transfer of noise and vibration for automotive transmissions. Polymeric composite material may be placed in-between the steel teeth and central hub regions in the radial direction of the gear. The partial usage of polymeric composite material for a gear is expected to reduce the transmissibility of vibration from teeth to hub as well as the weight of the gear-train. Using the finite element method, optimization and vibration and noise analyses have been performed in order to calculate SPL (sound pressure level) for pure steel and hybrid gears, separately. At a specified point of a tooth and a hub, the changes in SPL are computed and are compared to check how effective the polymeric composite region is. The reduction in SPL of the hybrid composite gear is observed by comparing to that of a pure steel gear. To minimize the weight of the hybrid gear, design optimization is applied by considering fatigue strength of steel and composite material.
#하이브리드 기어 #복합재 #전기 자동차

목차

Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 이론 7
2.1 강제 응답에 대한 모드 해석 이론 7
2.2 복합재료 개론 11
2.2.1 복합재료의 정의 및 특성 11
2.2.2 복합 적층판의 면강성 . 14
2.2.3 준 등방성 복합 적층판 15
2.3 유한요소법을 기초한 최적설계 기법 19
2.3.1. 최적설계 이론 19
2.3.2. CAE를 이용한 형상최적화 . 21
Ⅲ. 자동차 변속기 하이브리드 기어의 진동/소음 해석 . 23
3.1 해석 진행 과정 . 23
3.2 하이브리드 기어의 구성 . 26
3.3 기어에 적용된 재료의 물성치 32
3.4 모드해석을 통한 고유진동수 및 모드형상 파악 35
3.4.1 유한요소 모델 생성과 구속 조건 . 35
3.4.2 선형 모드해석 결과 . 37
3.5 강제진동 응답해석 42
3.6 강 기어와 하이브리드 기어의 진동/소음 비교 . 47
3.6.1 강 기어와 하이브리드 기어의 소음해석 결과 . 47
3.6.2 강 기어와 하이브리드 기어의 진동해석 결과 . 50
Ⅳ. 자동차 변속기 하이브리드 기어의 강도해석과 피로내구 분석 . 55
4.1 강도해석 55
4.1.1 구속조건과 하중부여 . 55
4.1.2 강도해석 결과 . 60
4.2 피로내구분석 결과 67
4.3 강 기어와 하이브리드 기어의 질량 비교 69
Ⅴ. 하이브리드 기어의 형상최적설계 . 71
5.1 경량화 및 진동소음 최소를 위한 기어의 형상최적설계 . 71
5.1.1 형상최적화 과정 71
5.1.2 기어의 복합재부분의 반경을 고려한 형상최적설계 . 73
5.1.3 형상 최적화된 하이브리드 기어의 진동소음 해석 결과 . 78
5.2 기어의 돌기부분의 형상 최적설계 89
5.2.1 접합 돌기부의 형상 최적화 과정 . 89
5.2.2 접합 돌기부의 형상 최적화 결과 . 93
Ⅵ. 결론 . 99
참고문헌 . 102
영문초록 . 106

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