• 한국기계가공학회지
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• 제11권5호
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• pp.82-87
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• 2012

The outer tie rod that is a part of steering system connects the steering gear to the steering knuckle via the inner tie rod. The formal study suggested the optimized structural design of an outer tie rod installed in a passenger car. Its weight is 284.7g, which is 57.2% lighter weight than initial steel model. This study validates the optimized design of the outer tie rod considering buckling and durability. The assembled unit of an inner tie rod and outer tie rod is utilized to perform the test of the bending strength of the outer tie rod. On the contrary, 1/2 car is utilized to perform the test of its durability performance.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권6호
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• pp.2162-2167
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• 2014

Robots are widely used in various automation processes in industrial applications. Traditionally, it operated under fixed condition by teaching operating positions. Recently, diverse 2D/3D sensors are used together with robot to give more flexibility in operation. In this paper, we deal with automatic manipulation of tie rod in automotive production line. Sensor system consisted of a camera and slit laser is used for the acquisition of 3D information and it is used attached on the robot. Nut runner is used for the manipulation of stop nut and adjust bolt on the tie rod. Detailed procedures for the automatic manipulation of tie rod are presented. In the presented approach, we effectively use 3D information in whole procedure such as computing distance to the tie rod, rotation angle of bolt and nut. Experimental results show the feasibility of the proposed algorithm.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권5호
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• pp.68-75
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• 2012

This study aims at the structural analysis of vibration and fatigue according to the tie rod configuration. The maximum displacement amplitude is happened at 156Hz by harmonic vibration analysis, this tie rod model can be broken as the weakest state. Among the cases of nonuniform fatigue loads, 'SAE bracket history' with the severest change of load becomes most unstable but 'Sine wave' becomes most stable. In case of 'Sine wave' with the average stress of 0MPa and the amplitude stress of 570MPa, the possibility of maximum damage becomes 70%. This stress state can be shown with 140 times more than the damage possibility of 'SAE bracket history' or 'SAE transmission'. The structural result of this study can be effectively utilized with the design on tie rod by investigating prevention and durability against its damage.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4171-4177
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• 2013

아우터 타이로드는 다른 차량 부품에 비해서 중량이 적지만, 차량 성능이 개선됨에 따라 부품의 수 및 중량에 증가하는 추세에 있다. 그러므로 자동차 연비 향상을 위해서는 경량화가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 전기 자동차용 아우터 타이로드의 경량화 설계를 위한 기초연구로서 구조성능을 검토하기 위한 유한요소해석을 수행하였다. 개발되는 아우터 타이로드의 재질은 일반 강을 이용하였고 좌굴 및 내구 성능을 검토하였다. 조향계 및 현가계 부품의 개발 시 관성력하중, 충격하중, 좌굴하중 및 내구하중에 의한 강도를 검토하는 것이 일반적이지만, 본 연구에서는 극악한 하중으로 알려진 좌굴특성과 내구특성 만을 검토하였다. 또한 아우터 타이로드의 단면형상을 결정하는 파라미터를 설계변수로 정의하고 메타모델기반 최적화 기법을 적용하여 최적설계를 제시하였다. 그 결과 초기제품의 중량보다 9 % 감소를 실현하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.1652-1657
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• 2015

최근 차량 성능이 개선됨에 따라 차량의 부품 수 및 중량이 증가하는 추세이다. 아우터 타이로드는 다른 차량 부품에 비해서 중량이 작지만, 자동차의 연비 향상을 위해서는 아우터 타이로드의 중량을 감소시킬 필요가 있다. 따라서 이전 연구에서는 아우터 타이로드를 설험계획법과 메타모델을 사용하여 좌굴성능을 만족시키는 아우터 타이로드의 모델을 제시하였다. 아우터 타이로드는 단조 공정을 통해서 제작되어지는데, 본 연구에서는 실제 성형가공 공정을 토대로 아우터 타이로드의 단조해석을 통해서 금형 이동속도에 변화에 따른 성형하중의 크기를 비교하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제8권4호
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• pp.54-60
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• 2009

Weight reduction of automobile parts has been sought to achieve fuel efficiency and energy conservation. In this study, a shape design procedure is suggested to obtained the lightweight design of an outer tie rod. The developed aluminium Al6082M is selected as a steel-substitute material. Strength assesment and durability are the important design criterion in the structural design of an outer tie rod. This study considers strength and durability in the optimization process. In this study, the kriging interpolation method and trial and error method are adopted to obtain the minimum weight satisfying the strength and durability constraints.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권1호
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• pp.49-55
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• 2022

Recently, the automobile industry has continued to demand lighter materials owing to international environmental regulations and increased convenience. To address this demand, aluminum parts have increased in popularity and are mainly developed and produced through hot forging and cold pressing. However, because this method has low yield and low production efficiency, a new manufacturing method is desirable. In this study, the water capacity efficiency of an aluminum inner tie rod socket was investigated using cold forging that provided a high yield and excellent production efficiency. Mechanical properties were derived through tensile testing of 6110A aluminum materials, and critical fracture factor and process analysis based on experimental data were carried out. The optimized process was applied as a prototype using cold multi-stage forging, and based on the derived results, the formability, productivity, and material efficiency of aluminum inner tie rod socket parts using this cold forging process was verified.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권1호
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• pp.180-185
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• 2002

Aluminum casting/forging process is used to produce an aluminum tie-rod end for the steering system of automobiles. Firstly, casting experiments were carried out to get a good preform for forging the tie-rod end. In the casting experiment, the effects of additives, Ti+B, Zr, Sr, and Mg, on the mechanical properties and the microstructure of a cast preform were investigated. And a finite element analysis was performed to determine an optimal configuration of the cast preform. Lastly, a forging experiment was carried out to make the final product of aluminum tie-rod end by using the above cast preform. In the casting experiments, when 0.2% Ti+B and 0.25% Zr were simultaneously added into molten Al-Si alloy, the highest values of tensile strength and elongation of the cast preform were obtained. When 0.04% Sr were added into the molten aluminum alloy, the finest silicon-structure was observed in the cast preform. The highest hardness was obtained when 0.2% Mg was added. In the forging experiment, It was confirmed that the optimal configuration of a cast preform predicted by FE analysis was very useful. The hardness of a cast/forged product using designed preform was superior to that of required specification.

• 한국융합학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.161-166
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• 2016

본 연구에서는 타이로드 엔드의 형상에 따른 변형량과 응력, 피로 수명을 연구하였으며, 총 세 가지 형상을 가진 타이로드 엔드들을 CATIA 프로그램으로 3차원으로 모델링 한 뒤, ANSYS 유한요소해석 프로그램으로 시뮬레이션 해석을 수행하였다. 타이로드 엔드 모델의 형상별로는 모델 A, B 및 C가 있다. 본 연구 결과로서는 모델 A형의 최대 변형량, 최대 등가 응력 및 최대 피로수명들은 각각 0.0614mm, 160.27MPa 및 336,930cycle로 나타났으며, 모델 B형의 최대 변형량, 최대 등가 응력 및 최대 피로수명들은 각각 0.0648mm, 90.889MPa 및 1,171,000cycle로 나타났다. 또한 모델 C형의 최대 변형량, 최대 등가 응력 및 최대 피로수명들은 각각 0.0402mm, 84.794MPa 및 20,000,000cycle로 나타났다. 이러한 결과 값들을 통하여 형상에 따른 타이로드 엔드 모델들의 내구성을 예측할 수 있었고, 보다 진보된 타이로드 엔드의 설계 및 개발을 위한 데이터를 확보할 수 있었다. 또한 디자인 면에서 융합 기술로의 접목도 가능하여 미적인 감각물로 나타낼 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7754-7760
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• 2015

조향계부품인 아우터타이로드 조립체에 대하여 경량화를 위한 최적화를 수행하였다. 지금까지의 아우터타이로드의 최적설계해석에서는 인너타이로드가 제외되었으나 본 연구에서는 조립체에 대한 최적화를 실시함으로써 실제 시험모드와 동일한 조건을 묘사하였다. 경량화 재료는 알루미늄 단조재이며 최적화 대상은 좌굴하중에 견딜수 있는 최소 중량의 아우터 타이로드 조립체의 형상이다. 형상 최적화 기법으로는 비선형 모델의 최적화 기법인 반응표면법과 크리깅 내삽법을 적용하였으며 초기모델 대비 각각 16.3%, 16.6%의 중량 감소 효과를 얻을 수 있었다. 근사모델로부터 얻은 최적설계 모델은 유한요소 해석을 통하여 검토한 결과 좌굴하중 예측치는 각각 2.6% 2.04% 중량예측치는 0.17% 0.13%의 오차를 가지고 있어 크리깅 기법 근사 모델이 더욱 최적해에 가까운 결과를 도출할 수 있을 것으로 보인다.