Abstract
Elastic deformation and fatigue damage can cause the permanent deformation of a kart's frame during turning, affecting the kart's driving performance. A kart's frame does not contain any suspension or differential devices and, therefore, the dynamic behavior caused by torsional deformation when driving along a curve can strongly affect these two kinds of deformations. To analyze the dynamic behavior of a kart along a curved section, the GPS trajectory of the kart is obtained and the torsional stress acting on the kart-frame is measured in real time. The mechanical properties of leisure and racing karts are investigated by analyzing their material properties and conducting a tensile test. The torsional stress concentration and frame distortion are investigated through a stress analysis of the frame on the basis of the obtained results. Leisure and racing karts are tested in each driving condition using driving analysis equipment. The behavior of a kart when being driven along a curved section is investigated through this test. Because load movement occurs owing to centrifugal force when driving along a curve, torsional stress acts on the kart's steel frame. In the case of a leisure kart, the maximum torsional stress derived from the torsional fatigue limit was found to be 230 MPa, and the torsional fatigue limit coefficient was 0.65 when driving at a speed of 40 km/h. Furthermore, the driving elements during the cornering of a kart were measured based on an actual auto-test after installing a driving measurement system, and the driving behavior of the kart was analyzed by measuring its vertical displacement.
탄성변형과 피로손상은 카트의 주행성능에 영향을 미치는 것으로 카트 프레임에 영구변형을 유발할 수 있다. 카트프레임은 현가장치와 다른 장치를 포함하지 않으므로 두 가지 변형에 결정적인 영향을 미칠 수 있는 코너주행 시 동적 거동은 비틀림 변형이 원인이 된다. 선회주행 시 카트의 동적 거동을 분석하기 위해 카트의 GPS추적이 실시간으로 이루어지고 카트 프레임에 작용하는 비틀림 응력값을 측정하였다. 레저카트와 레이싱카트의 재료물성치들은 인장실험을 통해 얻었다. 비틀림 응력집중과 프레임 변형은 얻어진 결과 값을 토대로 프레임의 응력해석을 통하여 파악하였다. 개발된 주행분석장치를 이용하여 레저카트와 레이싱카트를 각 조건별로 실차실험을 수행하였고 이를 통한 코너에서 카트의 주행거동을 살펴보았다. 카트가 곡선주행 시 원심력으로 인해 하중이동이 발생하였으며 카트프레임에 비틀림 응력이 발생하였다. 예를 들어 레저카드의 경우, 40 km/h의 속도로 운전할 때 최대 비틀림 피로한도를 측정한 최대 비틀림응력은 230 MPa이며 비틀림 피로한도계수는 0.65를 나타내었다. 뿐만 아니라 카트의 선회 시 운전요소들을 운전측정시스템을 인스톨한 실측장비에서 측정하였으며 카트의 운전거동은 수직변위에 의해 측정하였다.
