표제지
목차
국문초록 10
I. 서론 11
1. 연구의 필요성 및 목적 11
가. 연구의 필요성 11
나. 연구의 목적 14
2. 차량 경량화 연구 동향 15
가. 저비중 소재 적용 15
나. 고기능 소재 개발 및 적용 15
다. 구조 합리화 16
3. 연구 내용 19
가. 견인 후크 형상 최적화를 통한 자동차 경량화 19
II. 유한요소 해석을 통한 견인 고리의 경량화 22
1. 견인 고리의 성능 조건 22
2. 견인 고리의 경량화 계획 23
3. 견인 고리 경량화를 위한 유한요소 해석 모델링 24
가. 구조 해석 경계 조건 및 물성치 설정 25
나. 경량화 이전 모델의 구조 해석 결과 27
4. 견인 고리 경량화 29
가. 견인 고리 Hook 영역 경량화 29
나. 견인 고리 Shaft 영역 경량화 31
다. 견인 고리 Shaft 영역 Taper 적용 경량화 37
라. 경량화 모델들의 해석 결과 비교 42
5. 견인 고리 인장 시험 45
III. 결론 48
참고 문헌 49
ABSTRACT 51
표 2-1. Mechanical Properties of SCM435 27
표 2-2. 경량화 해석 모델에 따른 중량 및 최대 발생 응력 44
그림 1-1. 세계 각국 자동차 연비 및 배출가스 규제 현황 (2020년 기준) 12
그림 1-2. EU 연비 규제 미충족시 예상 벌금 (2021년 기준) 13
그림 1-3. 차량 내 설치된 스페어 타이어 16
그림 1-4. 임시용 타이어(Temporary Tire) 17
그림 1-5. 일반적인 비상 공기 충전용 에어 펌프 (Air Pump) 18
그림 1-6. 자동차 견인 후크 설치 방법 19
그림 1-7. 초기 적용 견인 후크 형상 (637g) 20
그림 1-8. H사 견인 후크 형상(660g) 21
그림 1-9. 독일 B사 견인 후크 형상(637g) 21
그림 2-1. 견인 고리 성능 요구 조건 22
그림 2-2. 견인 고리의 경량화 계획 23
그림 2-3. 견인 고리 2D 도면화 및 3차원 모델 형상 24
그림 2-4. 3D 형상을 이용한 유한 요소 모델 생성 25
그림 2-5. 구조 해석 경계 조건 설정 26
그림 2-6. SCM 435의 응력-변형률 곡선[내용없음] 7
그림 2-7. 경량화 이전 모델의 인장 해석 결과 27
그림 2-8. 경량화 이전 모델의 인장 거동 예측 28
그림 2-9. 견인 고리 Hook 영역 경량화(형상 변경) 29
그림 2-10. Hook 영역 형상 변경 인장 해석 결과 30
그림 2-11. Hook 영역 형상 변경 인장 거동 예측 30
그림 2-12. 견인 고리 Shaft 영역 경량화(직경 감소) 31
그림 2-13. 견인 고리 Shaft 직경 감소에 따른 중량 변화 31
그림 2-14. Shaft 직경 21mm 인장 해석 결과 32
그림 2-15. Shaft 직경 21mm 인장 거동 예측 32
그림 2-16. Shaft 직경 20mm 인장 해석 결과 33
그림 2-17. Shaft 직경 20mm 인장 거동 예측 33
그림 2-18. Shaft 직경 19mm 인장 해석 결과 34
그림 2-19. Shaft 직경 19mm 인장 거동 예측 34
그림 2-20. Shaft 직경 18mm 인장 해석 결과 35
그림 2-21. Shaft 직경 18mm 인장 거동 예측 35
그림 2-22. Shaft 직경 17mm 인장 해석 결과 36
그림 2-23. Shaft 직경 17mm 인장 거동 예측 36
그림 2-24. 견인 고리 Shaft 영역 Taper 적용 경량화(17-19mm) 37
그림 2-25. Taper 적용 과정에 따른 중량 감소 37
그림 2-26. Shaft Taper 직경 17-22mm 인장 해석 결과 38
그림 2-27. Shaft Taper 직경 17-22mm 인장 거동 예측 38
그림 2-28. Shaft Taper 직경 17-21mm 인장 해석 결과 39
그림 2-29. Shaft Taper 직경 17-21mm 인장 거동 예측 39
그림 2-30. Shaft Taper 직경 17-20mm 인장 해석 결과 40
그림 2-31. Shaft Taper 직경 17-20mm 인장 거동 예측 40
그림 2-32. Shaft Taper 직경 17-19mm 인장 해석 결과 41
그림 2-33. Shaft Taper 직경 17-19mm 인장 거동 예측 41
그림 2-34. Non Taper 모델 구경 감소에 따른 중량 변화 42
그림 2-35. Non Taper 모델 구경 감소에 따른 응력 발생 42
그림 2-36. Taper 모델 구경 감소에 따른 중량 변화 43
그림 2-37. Taper 모델 구경 감소에 따른 응력 발생 43
그림 3-1. 경량화 견인 고리 인장 시험 장비 구성 45
그림 3-2. 경량화 단계를 거친 인장 고리 실물 46
그림 3-3. 견인 고리 인장 치구 고정 46
그림 3-4. 인장 시험 Strain gage 부착 47
그림 3-5. 견인 고리 인장 해석 및 실험 비교 47