• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.335-338
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• 2009

일반적으로 비중이 큰 철광석이나 석탄 등을 운반하는 선박화물선의 호퍼 너클 이음부는 여러 판이 용접되어 복잡한 형상을 가지고 있어 응력이 집중되어지므로 피로강도평가 시 많은 문제점이 노출되는 구간이다. 이번 연구에서는 기존 sloping 방식의 호퍼 너클 이음 부를 갖는 180k 산적화물선 표준 모델과 제안 되어진 round 방식의 호퍼 너클 이음 부를 갖는 산적화물선에 대하여 구조강도평가와 피로강도평가를 수행하였다. 이때 합리적인 비교를 위하여 제안되어진 모델은 기존의 표준 모델의 화물창과 발라스트창의용적이 일치하도록 제안하였다. 또한 CSR을 기반으로 한 하중들에 대하여 허용응력과 25년 피로수명을 만족하도록 구조부재를 결정하였으며 피로강도평가 결과를 바탕으로 호퍼 너클부의 변화에 따른 선각 중량과 상대 건조 비 개념을 이용하여 보다 효율적인 구조를 제시 하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.594-597
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• 2014

본 논문에서는 국제 태양광 자동차 대회를 참가하는 태양광 자동차 프론트 너클의 경량화 설계에 관한 연구를 진행한다. 이를 위해 Cattle grid 를 포함한 실제 주행환경과 태양광 자동차를 동역학 시뮬레이션 모델로 구성하고 대회에서 차량의 평균속도인 70Km/h 로 주행 시, 서스펜션에서 발생되는 동하중을 측정하였다. 프론트 너클을 유한요소로 구성하고 다물체 동역학 시뮬레이션에서 도출된 하중들로 위상최적기법을 통해 프론트 너클의 경량화를 이루었다. 마지막으로 피로해석을 수행하여 그 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권8호
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• pp.1035-1041
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• 2013

본 논문은 KTX 안티롤바 너클부의 동특성 및 구조 안전성 평가를 위해 시험 및 수치적 방법을 사용하였다. 시험적 방법에서는 KTX와 KTX-산천 안티롤바 너클부의 동특성을 비교 평가하기 위해 호남선의 운행환경을 고려한 가속도 및 변형률 데이터를 각각 측정하였으며, 수치적 방법에서는 너클부에 대해 LS-DYNA 3D를 사용하여 구조 안전성 평가를 수행하였다. 이때 해석에 사용된 유한요소모델은 시험과 비교평가를 통해 신뢰성을 검증하였다. 수치해석 결과, 얇은 금속판 및 고무의 적층구조로 이루어진 너클부의 응력 및 속도장이 너클과 커넥팅로드 사이의 상대적 접촉 감소로 인해 두꺼운 강재로만 이루어진 너클부에 비해 좀 더 완화된 경향을 보였다. 그 결과 얇은 금속판과 고무로 구성된 너클 구조가 반복적인 외력 하중하에서 KTX 안티롤바의 탄성거동을 허용하여 동적 거동하의 구조적 안전성을 향상시키기 위한 최선의 방법임을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.69-72
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• 2014

LNG 저장탱크의 9% Ni강 내부탱크가 파손되면 LNG가 유출되어 콘크리트 외부탱크가 LNG를 저장하게 되는데 이때 외부탱크의 내면과 외면의 온도차에 의해서 외부탱크 원통형 하단부에 큰 인장응력이 발생하게 된다. 이러한 온도차에 의해 발생되는 인장응력을 감소시키기 위해 단열재와 9% Ni 강재로 이루어진 코너프로텍션이 2차 방벽으로 설치된다. 본 눈문에서는 유한요소법을 이용하여 코너프로텍션의 직사각형 너클형상과 원형 너클형상에 따른 구조해석을 실시하여 Von-Mises 응력과 용접부의 피로수명을 예측하였다. 구조해석 결과 안전계수는 원형 너클이 직사각형 너클보다 23% 크게 나타났고, 피로수명은 원형 너클이 직각 너클보다 21% 크게 나타났다. 동 결과를 이용해서 향후 코너프로텍션의 수명평가 및 최적설계 등에 활용이 가능할 것이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.217.1-217.1
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• 2005

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.663-668
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• 2016

연료의 경제성을 증가시키는 것이 신차 개발에 필수불가결한 이슈가 되고 있으며 연료 경제성을 개선하기 위한 가장 중요한 문제는 차량 무게를 감소시키는 것이다. 본 연구에서는 연료 경제성을 증가시키기 위하여 알루미늄 합금 소재와 같은 경량 소재를 사용하여 무게를 감량시키는 것에 관한 연구를 진행하였다. 이를 위하여 너클(knuckle)의 경량화 설계과정을 주철 소재인 기존 재질 대신에 310 MPa 급의 알루미늄 6061-T6 합금으로 대체함으로써 설계 형상의 변경에 따라 von-Mises stress의 변화를 살펴보는 방법을 통하여 제시하고자 한다. 재료의 변화에 따른 너클 동강성 해석결과를 비교하였으며 FCD600 주철 소재 대비 6061 알루미늄 합금으로 설계된 너클의 동강성은 약 30% 내외 더 우수한 것으로 나타났다. 보통 동강성의 경우 진동에도 영향을 주기 때문에 동강성이 큰 경우 진동적으로도 우수한 경향을 나타낸다. 본 연구를 통하여 경량화 설계에 대한 가이드가 되는 성과를 얻을 수 있었으며 차량용 너클 개발을 위한 최적 설계 조건을 제시하는 데 기여하고자 한다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권2호
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• pp.344-348
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• 2012

The knuckle crane design in Korea has been performed by assuming a cantilever beam type structure and numerically analyzing design data and finally improving the stiffness by replacing material. In our study, a complete finite element model of the knuckle crane is constructed and finite element analysis is conducted using Optistruct. Structural optimization to reduce the weight of the knuckle crane is processed by applying maximum loading condition at the largest radius of motion, which is the worst case of loading condition. As the results, existing over stiff design in a knuckle crane is corrected to meet a desired design limit and overall weight is reduced, which eventually leads to a reduction of $CO_2$ emission.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.44-50
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• 2010

Durability performance evaluation technology using Virtual Testing Method is a new concept of a vehicle design, which can reduce the automotive components design period and cost. In this paper, the fatigue life of an aluminum knuckle of a passenger car is evaluated using virtual testing method. The flexible multibody dynamic model of a front half car module is generated and solved with service loads which are measured from Belgian roads. Using a multibody dynamic analysis software, the flexible multibody dynamic simulation of a half car model is carried out and the dynamic stress profile of an aluminum knuckle is acquired. The stress profile is exported to a fatigue analysis software and durability performance of an aluminum knuckle is evaluated.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.138-144
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• 2003

Recently, the weight reduction of vehicle influences its environment problems and performances. It is a trend that a lot of parts have been currently changed to an aluminum alloy from steel materials. In this study, the shape optimization using an orthogonal array is performed to determine the design of the knuckle which is a part of suspension system. With the material of the weight reduction was achieved by satisfying the constraints of a strength requirement. The orthogonal array of $L_{18}$ is introduced to find the optimum design variables that considers the shape of the knuckle. The characteristic function composed of the objective and the construct is defined to the feasibility. Comparing to the weight of the initial design with steel materials that of optimum design with aluminum alloy material is reduced by 60%.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권5호
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• pp.595-601
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• 2006

Design space optimization using design space adjustment and refinement is used to optimize a knuckle in the suspension system of an automobile. This approach is a new efficient method for large-scale topology optimization by virtue of two reasons. First, design space adjustment including design space expansion and reduction is suitable for large-scale problems. Second, the design space refinement can be done globally or locally where and when necessary and thus is very effective in obtaining a target resolution with much less number of elements. Compliance minimization for a knuckle is considered with a realistic working condition to show the effectiveness and superiority of the new approach.