차체 구조 개념설계 - 1

차체는 외관에 나타나는 외판과 스탬핑 된 개단면을 가진 내판으로 구성되고, 종부재들은 종방향 굽힘 하중, 횡부재 들은 전단과 비틀림 하중에 대해 강성을 유지하게 하고, 차체를 구성하는 부재들은 기타 하중을 분산하고 지지하는 역할을 한다. 하중을 지지하고 분산시킨다는 측면에서 각 프레임이 연결되는 결합부에 응력집중이 발생하고 국부 컴플라이언스에 의한 유연 천이 영역이 형성되어 강성이 불연속적이 되고 하중 분산이 의도한 대로 이루어지지 않을 수 있다.

 

차체는 주로 강성과 변형량에 대해 평가하고 전체 모델와 서브 모델의 연결부의 응답을 검토한다. 각 연결되는 성분이 전체 구조에 미치는 영향을 상대적으로 평가한다. 서브모델에 대한 평가를 한 후, 차체 전체 모델에 대해 평가하고 주행 하중(service load)에 대해 구성 부품의 절대적 응답을 검토한다. 전체모델과 서브모델을 평가하여 차체를 설계한다는 개념을 이해하면 된다.

 

차체의 성능은 정적/동적 변형과 강성을 평가함으로 결정되며 이때 static loading에 대한 평가가 먼저 이루어지는데, 일반적으로 동적 구조 강성이 정적 구조 강성을 커버하고 동적 구조 강성을 먼저 평가하여 설계하면 강도와 내구에 대해서는 과도하게 설계가 이루어질 수 있기 때문이다. 정적인 구조 강성에 대한 보강이 동적 구조 강성의 거동에 긍정적인 영향을 주고 완전한 동적 구조를 최적화하는데 걸리는 step을 줄여줄 수 있다. 차체는 Impact stress에 대해서 국부적 변형을 하고 이러한 변형을 통해 응력을 흡수하고 차체 상부나 타 방향으로 분산시켜 국부적 응력집중과 가변형을 막아야 한다.

 

 

 

 

 

차체의 구조설계를 위한 해석 - 개념설계, 이동찬, March, 2019