비공기압 타이어의 회전저항 저감을 위한 스포크 구조 최적설계
저자
김영빈(Young-Bin Kim) ; 남덕호(Deok-Ho Namg) ; 김경필(Gyeong-pil Kim) ; 이다솜(Da-Som Lee) ; 김진명(Jin-Myeong Kim) ; 전지훈(Ji-Hoon Jhon) ; 서명원(Myung-Won Suh)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
275-275(1쪽)
제공처
비공기압 타이어는 형상 자체로 차량의 하중을 지지하고, 층격을 흡수하면서, 동력을 전달하는 기능을 수행하는 타이어이다. 비공기압 타이어는 트레드, 스틸벨트, 캐플라이밸트, 스포크 등의 복합 재료로 구성되어 있으며, 스포크 형태로 일반 타이어의 공기압력을 대신하고 있기 때문에 펑크로 인한 사고 위험이 없고, 공기압 유지관리가 필요 없다. 또한, 구조적 측면에서 스포크의 형상을 바꿀 수 있기 때문에 다양한 형상으로 설계가 가능하며, 이에 따라, 정특성, 소음진동, 회전저항 등의 타이어의 성능이 달라진다. 현재 비공기압 타이어의 연구는 개발 단계에 있으며, 특히, 회전저항을 고려한 스포크 구조 연구 규모와 범위는 제한적이며, 추가적인 연구가 필요한 상황이다.
본 논문에서는 회전저항을 저감하기 위한 비공기압 타이어의 스포크 최적설계를 하고자 한다. 소음과 진동이 많이 발생하는 측면형 스포크 대신, 측면으로는 주기적인 타원형 형상을 가지며, 원주 방향으로는 연속적인 벌집(Honeyconmb) 구조를 갖는 혼합형 스포크 구조를 제안하였고, 이를 토대로 유한요소 해석 모델을 구축했다. 구축한 모델의 접지압과 회전저항을 실제 시험과 비교하여 모델 검증을 하였으며, 비공기압 타이어의 회전저항을 평가하기 위해 정상상태 회전 해석(Steady state rolling resistance) 기법을 활용했다. 최종적으로, 실험계획법을 활용하여 회전저항을 저감할 수 있는 스포크 구조 최적설계를 수행하였다.
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