유한요소 해석을 이용한 알루미늄 차량 부품 열변형 해석
저자
정판근(Pankeun Jeong) ; 서명원(Myung-Won Suh) ; 박광훈(Kwanghoon Park)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
KDC
556
자료형태
학술저널
수록면
648-648(1쪽)
제공처
전 세계적인 탄소 배출량 규제로 국내·외 친환경 자동차 보급 정책이 확대되고 있다. 그에 맞춰 많은 자동차 회사들이 전기 자동차, 수소 자동차 등과 같은 친환경 자동차를 생산하고 있으며, 시장에서 먼저 우위를 점하기 위해 비용과 시간을 들여 개발에 힘쓰고 있다. 내연기관 자동차에서도 연비를 비롯한 품질 향상에 중요했던 차체의 경량화가 전기 자동차의 배터리 탑재로 인한 차량 무게 증가, 충전 시간 절약, 운행 거리 증가 등과 같은 요인들로 인해 친환경 자동차에서는 불가피하고, 오히려 반드시 고려해야 할 요소가 되었다. 이를 위해 차체에 알루미늄 합금을 사용하는 것이 대안으로 떠올랐다. 하지만 알루미늄 주조 제품 형상이 다양해지고 또한 기존보다 축 방향으로 증가함에 따라 열변형 예측은 향후 확보되어야 한다.
본 연구에서는 유한요소법의 수치해석을 통해 알루미늄합금의 열전도와 열변형에 미치는 영향도를 계산하였다. 알루미늄 주조 시 공냉에 대한 열변형과 열처리에 의한 열변형이 온도에 따라 크게 생기며, 열변형과 잔류응력이 발생한다. 잔류응력의 원인으로는 표면에 두께에 따라 전달되는 열팽창계수 차이, 수축으로 인한 뒤틀림이 있다. 알루미늄합금의 강성향상을 위하여 열처리 조건에서 Side Member 형상에 영향을 미치는 분석을 수행하였다. 특히 조립되는 부품의 단면 평탄도가 변형량과 공차를 고려해야 되기 때문에 변형량이 중요하다. 열변형을 줄이기 위해 여러가지 형상을 활용하여 설계 인자들을 분석하였고 주조 가능한 최소 두께를 가지고 Rib형상과 높이를 변경하여 열변형 최소한의 형상을 도출하였다.
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