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피로수명 연장을 위한 차량용 드라이브 샤프트의 형상최적설계 = Shape Optimization Design of an Automotive Drive Shaft for Improving Fatigue Life
저자
발행기관
학술지명
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발행연도
2019
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재,SCOPUS,ESCI
자료형태
학술저널
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67-72(6쪽)
KCI 피인용횟수
1
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The drive shaft is one of the important power transfer components that transmit cyclic torsional loads produced by the transmission to the wheels. The drive shaft should be designed to meet the requirements of structural performance, such as static and fatigue strength, and a lightweight design by not only improvement of materials through the induction hardening process but also shape optimization, because of its frequent failure by the cyclic torsional loads from the transmission. In this study, drive-shaft shape optimization was carried out by using the design of experiment (DOE) and the Kriging model, in which nine shape design parameters were selected by a case study with consideration of the geometries of the components, such as BJ- and TJ-studs and tube; the orthogonal array was generated to reduce the time-consuming computational task for design-space exploration. The results obtained by the shape optimization showed that the maximum torsional stress of the optimized drive shaft decreased by 11.5% with a 3.7-fold increase in fatigue life, and the weight decreased by approximately 25%.
더보기드라이브 샤프트는 변속기에서 발생하는 토크를 바퀴로 전달하는 자동차 동력전달장치의 주요 부품으로 변속기에서 가해지는 반복 비틀림 하중에 의한 비틀림 피로파괴가 빈번히 발생한다. 따라서, 드라이브 샤프트는 정적 비틀림 강도 및 피로수명 등과 같은 구조적 요구조건을 만족해야하며, 아울러 고주파열처리를 통한 사용소재의 개선 및 형상최적화를 통한 경량설계가 요구되고 있다. 본 연구에서는 고주파 열처리 공정으로 제작된 드라이브 샤프트의 구성부품인 BJ 및 TJ 스터드와 튜브에서 사례연구를 통한 9개의 형상 설계변수를 선정하였고, 실험계획법 기반 직교배열표를 이용한 설계영역 탐색과 민감도 분석 그리고 크리깅 근사모델을 이용한 형상최적설계가 수행되었다. 형상최적설계를 통하여 개선된 드라이브 샤프트의 최대전단응력은 초기모델 대비 11.5% 감소하였고 피로수명은 3.7배 증가하였으며, 아울러 약 25% 수준의 중량감소 효과가 얻어졌다.
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연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
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2023 | 평가예정 | 해외DB학술지평가 신청대상 (해외등재 학술지 평가) | |
2020-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (해외등재 학술지 평가) | KCI등재 |
2010-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2008-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2006-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2004-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2001-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
1998-07-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 0.27 | 0.27 | 0.25 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.24 | 0.23 | 0.506 | 0.06 |
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