주응력 방향으로 배치된 연속 탄소섬유 강화 복합재료 로어 컨트롤 암의 구조 및 진동 특성 분석 (Structural and Vibration Analysis of Lower Control Arm Made of Continuous Carbon Fibre Reinforced Plastic with Fibre Path in Principal Stress Direction)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 48권 / 4호 / 271 ~ 278페이지
· 저자명 : 박거락, 조락균

초록

탄소 섬유 복합재료(CFRP)는 가벼운 무게 대비 우수한 기계적 성능을 가지고 있어 경량화가 필요한 자동차 산업에서 다양하게 활용되고 있다. 최근에는 3D 프린터를 비롯한 적층제조 기술의 발전으로 탄소섬유 경로를 디자인하여 구조물의 기계적 성능 증가시키는 연구들이 진행중이다. 단방향 섬유경로의 탄소섬유 복합재료에 대한 구조 건전성 평가 연구는 많이 소개되었지만, 주 응력 방향 탄소섬유 경로를 적용한 연구는 아직 부족하다. 게다가, 탄소섬유 복합재료를 유한요소모델로 생성할 때 복잡한 모델링 과정을 거쳐야 하는 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 Python code를 활용하여 CFRP가 적용된 로어 컨트롤 암의 유한요소 모델을 단순하게 생성하는 방법을 제시한다. 또한, 단방향 CFRP 모델과 주 응력 방향 CFRP 모델에 따른 로어 컨트롤 암의 무게, 구조, 진동 특성을 기존 알루미늄 재질의 로어 컨트롤 암 모델과 비교하여 평가한 결과를 제시한다.

영어초록

Carbon fibre reinforced plastic (CFRP) is widely used in the automotive industry for its excellent mechanical performance relative to its lightweight properties. Recent advancements in additive manufacturing technologies like 3D printing have allowed for the design of carbon fibre paths to enhance mechanical properties. Although there are many studies on carbon fibre composite materials on the uniaxial fibre path, there is still a lack of research that designed customized carbon fibre paths using 3D printing. Moreover, generating a finite element model of carbon fibre composite involves complex pre-processing. Therefore, this study presents a method for simplifying the generation of finite element models for CFRP-applied lower control arms using Python code. Additionally, comparative studies are performed for aspects of weight, structural integrity, and vibration characteristics of the lower control arm model based on unidirectional CFRP models and principal stress direction CFRP models against the conventional aluminum lower control arm model.

참고자료

· 없음