A Study on Durability of Automotive Propeller Shaft by Fatigue and Vibration

Fatigue life and vibration can be analyzed at automotive propeller shaft during driving in this study. The york part is shown with the maximum equivalent stress and displacement of $1.3177{\times}10^3$Pa and $3.6148{\times}10^{-4}$m. The possible life in use in case of 'SAE bracket' is the shortest among the fatigue loading lives of 'SAE bracket', 'SAE transmission' and Sample history. There are the most frequency as 80% in case of 'SAE bracket and the least frequency as 5% in case of Sample history'. Maximum amplitude displacement is 0.00261m at 58 Hz at forced vibration. As the result of this study is applied by the propeller shaf, the prevention on fatigue damage and the durability are predicted.

피로 및 진동에 의한 자동차 추진축의 내구성 연구

본 연구는 동력전달 장치인 추진축이 차량 주행중 상하운동에 따라 생기는 자재이음의 내구성에 대한 강도 해석을 하였다. 유니버설 조인트에서의 최대 등가 응력과 전변형량은 요크 부분에서 $1.3177{\times}10^3$Pa및 $3.6148{\times}10^{-4}$m로 크게 나타났다. 'SAE bracket', 'SAE transmission' 및 Sample history'의 불규칙 피로 하중들 중에서는 하중의 변화가 극심한 SAE bracket'의 경우가 사용 가능 수명이 15951 Cycle 정도로 가장 짧은 것을 볼 수가 있고 하중의 변화가 가장 완만한 Sample history'에서 사용가능 수명이 $2{\times}10^7$ Cycle 정도로 가장 긴 것을 알 수 있었다. 피로 하중의 빈도수로서는 SAE Bracket history'가 80% 정도로서 가장 높게 나타나 파손의 가능성이 큼을 알 수 있었고 Sample history'가 5%로서 가장 낮게 나타났다. 그리고 구속 조건을 가하여 한 Harmonic response 해석에서의 최대 변위는 58Hz에서 일어났다. 이러한 진동수에서의 최대 변위는 0.00261m가 되었다. 본 연구의 결과를 종합하여 동력전달 장치인 추진축에 응용한다면 그 파손 방지 및 내구성을 예측하는데 활용이 클 것으로 사료된다.