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표제지

Abstract

기호설명

목차

1. 서론 12

2. 조향축 구성요소의 모델 15

2.1 개요 15

2.2 조향핸들(steering wheel)의 모델 17

2.2.1 조향핸들 구성요소의 특성 규명 17

2.2.1.1 중심 스포크의 재료특성 18

2.2.1.2 측면 스포크 및 보스의 재료특성 19

2.2.1.3 림(rim)의 재료특성 25

2.2.2 조향핸들의 유한요소 해석 32

2.3 전단핀(shear molding pin)의 모델 34

2.3.1 전단핀 소재의 인장시험을 통한 변형속도 민감성(rate sensitivity)의 결정 35

2.3.2 전단핀의 파단력 모델 40

2.3.3 Shaft 전단핀의 고속 파단시험 및 모델 검증 44

2.4 튜브 접힘기구의 모델 49

2.4.1 튜브 접힘기구의 구성 49

2.4.2 튜브 접힘기구의 압입력 시험 50

2.4.3 튜브 접힘기구의 유한요소 모델 53

2.5 기타요소 54

3. FMVSS 203 해석 57

3.1 조향축 단순화에 의한 전체 해석 모델의 구성 57

3.1.1 단순 모델 구성에 대한 가정 57

3.1.2 단순 모델 결과의 분석 61

3.2 개선된 조향축 해석모델 64

3.2.1 조향축 모델의 개선 64

3.2.2 개선된 모델 해석 결과의 분석 68

4. 결론 71

5. 참고문헌 73

감사의 글 76

그림목차

Fig. 1-1 An overview of FMVSS 203 test 14

Fig. 2-1 A construction of a steering column with energy-absorbing mechanisms 16

Fig. 2-2 A construction of a steering wheel 18

Fig. 2-3 Stress-strain curve of center spoke 19

Fig. 2-4 Plane strain compression test 20

Fig. 2-5 Equilibrium of a slab in plane strain compression 21

Fig. 2-6 Stress-strain curve of side spoke 23

Fig. 2-7 3-point bending test of side spoke material 24

Fig. 2-8 3-point bending result of side spoke 24

Fig. 2-9 Stress-strain curve of boss 25

Fig. 2-10 Compression test specmen for rim 26

Fig. 2-11 Equilibrium of a slab in rim compression 27

Fig. 2-12 Stress-strain curve of rim 30

Fig. 2-13 3-point bending test of rim 31

Fig. 2-14 Result for 3-point bending of rim 31

Fig. 2-15 Compression test of steering wheel 32

Fig. 2-16 Compression force vs. displacement of steering wheel assembly 33

Fig. 2-17 A construction of shear molding pins 35

Fig. 2-18 Dimensions of a shear pin tension specimen 36

Fig. 2-19 Effect of strain rate on the stress at various test speed 37

Fig. 2-20 Comparision of experiment and analysis model(Cowper-Symonds model) 39

Fig. 2-21 Static force- displacement characteristics of shear molding pins 41

Fig. 2-22 Equivalent FEM model for shear molding pins 42

Fig. 2-23 Simplified deformation model for shear molding pins 43

Fig. 2-24 An overview of dynamic shear force measurement for shaft shear molding pins 45

Fig. 2-25 Measurement setup for dynamic shear force 46

Fig. 2-26 Comparision of measured dynamic shear force vs. equivalent model analysis 47

Fig. 2-27 Comparision of measured dynamic shear force vs. measured static shear force 48

Fig. 2-28 Ball-bush type collapsible tube mechanism 49

Fig. 2-29 Tube collapse force test with 4-point bending 50

Fig. 2-30 Schematic diagram for collapse force measuring device 51

Fig. 2-31 Experiment setup for tube collapse force measurment 52

Fig. 2-32 Collapse force vs. displacement measured for a collapse tube 52

Fig. 2-33 Equivalent FEM model for tube collpasible force 53

Fig. 2-34 Collapse force vs. displacement pictured from analysis 53

Fig. 2-35 Shear force vs. displacement for capsule pins 54

Fig. 2-36 Resistance force vs. displacement curve of multi-function switch 55

Fig. 3-1 Simple FEM model for FMVSS 203 test simulation 60

Fig. 3-2 Contact force vs. time for simple FEM model 62

Fig. 3-3 Deformation shape for simple FEM model 63

Fig. 3-4 Characteristics of nonlinear spring element for ball bush 65

Fig. 3-5 Improved FEM model for FMVSS 203 test simulation 67

Fig. 3-6 Contact force vs. time for improved FEM model 69

Fig. 3-7 Deformation shape for improved FEM model 70

표목차

Table 2-1 Strain rate sensitivity of shaft & capsule shear molding pins 38

Table 3-1 Summary of simple FEM model 59

Table 3-2 Summary of simple & improved FEM model 66

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