• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.171-181
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• 2004

본 연구에서는 기존의 철도차량구조에 경량소재를 적용하여 설계를 검토할 때, 각 소재의 성질이 차체구조의 경량화에 미치는 영향과 그 정도를 정량적으로 분석하여 개념설계단계에서 소재대체 설계 효과를 예측하는 방법을 개발한다. 전체 차체구조에 대해서는 굽힘변형, 압축변형, 비틀림 변형을 고려하여 소재를 변경할 때, 또 주요 골조 구조 부재에 대해서는 굽힘변형, 압축변형, 좌굴붕괴를 고려하여 소재와 단면형상을 변경할 때 경량화 특성을 분석할 수 있는 방법을 체계화였다. 차체구조 또는 골조부재의 변형 양상에 대한 강성 및 강도 조건을 경량화 지수와 연계하여 표현함으로써 각 재료와 부재의 형상이 가지는 기계적 특성과 장단점을 용이하게 분석할 수 있도록 하였다.

• 오토저널
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• 제15권5호
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• pp.15-21
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• 1993

본 연구에서는 자동차 차체의 경량화 방안으로서 섬유강화 복합재료를 이용한 충격흡ㅅ수 구조재인 Side Member(측면부재)의 응용을 위한 시뮬레이션용 Box Tube의 충돌에너지 흡수특성 및 거동에 대해서 기존 금속 측면부재와 비교하여 논의해 보고자 한다. 1. 금속 충돌흡수 부재의 붕괴거동. 2. 복합재료 충격흡수부재의 붕괴거동.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권9호
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• pp.1099-1107
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• 2013

본 연구에서는 알루미늄 압출재로 구성된 한국형 표준전동차모델(K-EMU)의 차체를 대상으로 치수 최적설계와 구조체 소재 변경을 통한 경량화방안에 대해 연구하였다. 우선 K-EMU 차체의 하부구조, 측벽구조, 단부구조의 부재별 두께를 현재의 압출가능 두께를 적용하여 치수 최적화 기법으로 약 14.8% 경량화 하였다. 그리고 치수최적설계 된 K-EMU 차체에 유지보수성이 좋은 고장력강(SMA570)재질의 프레임타입 하부구조를 적용하여 초기 K-EMU 차체대비 약 3.8% 경량화 된 하이브리드 차체를 도출하였다. 마지막으로 샌드위치 복합재를 하부구조와 지붕구조에 적용하여 초기 K-EMU 차체대비 약 30% 경량화 된 초경량 하이브리드 차체를 도출하였다. 도출된 차체 모델들은 모두 전동차 구조체 하중시험법을 만족하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1335-1343
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• 2012

논문은 위상최적화와 치수최적화 해석기법을 이용한 샌드위치 복합재와 알루미늄 압출재로 구성되는 하이브리드 철도차량 차체 구조물의 경량 모듈화 설계에 관한 연구이다. 위상최적설계는 초기설계단계에 차체 구조물의 최적의 재료적용부위를 선정하기 위해 사용되었으며, 치수최적화설계는 하이브리드 차체 구조물의 최적 설계 변수를 찾기 위해 사용되었다. 이때, 최적화해석은 일계법과 부분문제근사법을 사용하였다. 위상최적설계해석을 통해 차체 구조물의 강성 및 제작성을 향상시키기 위한 언더프레임, 로우 사이드 패널 모듈에 1차 부재인 알루미늄 압출재의 적용이 적절하고, 샌드위치 복합재는 무게를 최소화하기 위한 2차 부재로서 루프 및 미들 사이드 패널 모듈에 적용이 적합하다는 결론을 얻었다. 또한, 알루미늄 압출재와 샌드위치 복합재로 구성되는 하이브리드 차체 구조물의 무게는 샌드위치 복합재로만 만들어진 차체 구조물과 비교하여 최대 17.7%까지의 경량화 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제5권4호
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• pp.74-81
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• 1996

This paper is to estimate sizing design sensitivity of linear and nonlinear vehicle frame structure using structural ananlysis result from ANSYS. Using design sensitivity results, optimal design of plane vehicle frame structure with buckling constraint is carried out the gradient projection method. Optimal design results are compares gradient projection method resrult with SUMT result.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.247-249
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• 2005

UTM-02 모델의 초기형상을 기반으로 차체 프레임 구조물에 대한 경량화 설계를 수행하였다. 전체 프레임을 14개의 부재로 나누었으며, 부재 두께를 설계변수로 정하였다. 효율적인 설계최적화를 수행하기 위하여 반응면기법을 이용하였다. 반응면기법을 통해 근사된 목적함수와 제한조건을 이용하여 최적화를 수행하였으며 각 설계변수들에 대한 감도도 산출하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2672-2678
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• 2011

철도차량의 차체 구조는 초기의 전(全) 목제에서 강제 후레임과 목제 차체의 조합, 리벳으로 결합한 전(全)강제차체, 전(全) 용접결합의 모노코크(monocoque)차체로 변천해 왔다. 구체의 재료 또한 Mild Steel이 많이 사용되어 왔으나, 가볍고 내식성이 우수한 경량 스테인레스 구체와 알루미늄 구체의 적용 비율이 급격히 높아지고 있다. 구조적으로는 종래의 골조와 외판으로 구성된 싱글 스킨 구조인 SSD (Sheet_Stringer Design)에서, 알루미늄 구체와 같이 대형 중공압출형재로 구성된 전(全)더블스킨 구조인 AED(All Extrusion Design)가 실용화되고 있다. 종래의 알루미늄 차체는 소형 압출재로 제작되어 용접에 의한 열영향을 받는 범위가 매우 크고 매우 취약한 특성 때문에 나타나는 용접결합 부분의 강성 저하가 많은 문제점을 일으켰다. 본 연구에서는 확장형 알루미늄 압출형재를 사용하여 부재 수를 감소시킴으로서 용접 공수를 줄이고 결합부의 용접 집중을 최소화 하여 품질 및 차체 강성을 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1113-1118
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• 2010

차량의 내장부품 설계에 있어 내장 부품의 탑승자 보호를 위한 FMVSS 201 법규에 따른 FMH 충격성능 만족을 위한 충격흡수구조 설계 방법이 필요하다. 충격흡수구조 설계 과정에 있어 FMH 충격 성능은 헤드라이닝의 타격 위치 및 헤드폼의 접근각에 따라 위치별로 각각 다르게 설정되며, FMH 충격 흡수부재는 위치에 따른 차체의 강성 및 상관부품을 고려하여 각 타격 위치에 따른 적절한 충격 흡수 성능을 가져야 하며 차체 강성의 변화를 고려한 효율적인 설계 방법이 필요하다. 본 연구에서는 충격 흡수구조 설계 과정에 있어 초기 설계안에 대한 충격 강도 검토의 시간을 줄이기 위해 전차량 시뮬레이션에서 수행하던 FMH 충격흡수부재 설계를 단위 모델의 압궤 시뮬레이션을 통해 진행함으로써 보다 빠르고 효율적으로 타격 위치별 적합한 충격 흡수구조를 설계하는 방법을 검토하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.91-98
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• 2004

This paper is concerned with crash analysis for an auto-body member with the forming effect. Auto-body members such as a front frame assembly are fabricated with sheet metal forming processes that induce forming histories such as the plastic work hardening and non-uniform thickness distribution. Numerical simulation is carried out with LS-DYNA3D in order to identify the forming effect on the crashworthiness. The crash analysis of the front frame assembly with the forming effect leads to a different result from that without the forming effect. Crashworthiness such as the load-carrying capacity, the crash mode and the energy absorption are calculated to investigate and identify the forming effect. It is fully demonstrated that the design of auto-body members needs to consider the forming effect for accurate assessment of the load-carrying capacity and the deformation mechanism of the formed members.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.349-356
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• 2004

자동차의 외관품질과 관련된 외판재용 고강도강으로는 내 dent성을 향상을 위해서 IF-HSS강과 BH강의 사용량이 크게 증가하였으며, 최근에는 490MPa급 DP강이 적용되기 시작하고 있다. 그리고 내판 판넬의 경우에는 고가공성 을 갖는 고강도강의 개발으로 고강도강의 사용량이 늘어나고 있다. 내판재 중 승객의 안전과 관련된 멤버, 필라와 같은 구조부재는 중간 정도의 강도를 갖는 고강도강을 주로 적용되어 왔으나, 최근 차체경량화 요구의 증가로 590MPa급 이상 고강도강이 적용되기 시작하였으며, 특히 고속변형에서 에너지 흡수능이 우수한 TRIP (Trans-formation Induced Plasticity)강 및 DP(Dual Phase)강에 대한 관심이 크게 증대되고 있다. 저속충돌에서 차체를 보호하는 범퍼보강재는 고강도화가 빠르게 진행되어, 현재는 석출경화강에 변태 조직 강화를 더한 780MPa급 이상의 초고강도강을 주로 사용하고 있으며, 1370MPa급 까지 적용하고 있다.