차가운 4월 29일

핸드폰을 5년을 다 써가는데 아직 타자가 느립니다.

크로스 멤버 차체 마운팅 강건화 구조에 대한 연구
-현대모비스 샤시설계팀

 요것이 리어 크로스 멤버입니다. 원래는 엔진이 앞에 있기 때문에 하중이 앞에 더 많이 걸리지만 전기차도 나오고 전장도 넓어지고 이것저것 해서 후륜에도 하중이 늘어나게 되었습니다.
 후륜 크로스멤버는 여러 암 류와 스테빌라이져 바와 같은 현가부품을 장착하고 각 부품들과 차체를 이어줍니다. 그렇기 때문에 주행중 진동과 하중이 동시에 걸려서 차체와 크로스 멤버가 연결되는 마운팅 부가 취약합니다. 전기차 전용 플랫폼에서는 무거운 차량임을 가정하여 위의 그림과 같이 부시 마운팅 타입이 들어갑니다. 이 타입은 솔리드 마운팅 타입보다 내구도가 더 취약하므로 강건화 연구가 필요합니다.
 
>강건성 robustness : 구조적으로 튼튼하고 건강한 특성, 품질 향상

  부시 마운팅 타입은 멀티링크 서스펜션에 고가 차량으로 상대적으로 무거운 차량이 적용됩니다. 또한 배터리가 있는 전기차나 후륜 구동처럼 후륜 샤시에 무게배분이 큰 구조에 적용합니다. 솔리드 마운팅 대비 원가 측면에서는 불리하지만 승차감이 더 나아지므로 솔리드 타입을 적용하지 않습니다.

 대부분 CASE 0 구조를 보편적으로 사용하고 0에서 부시 파이프 매칭 둘레가 더 연장되어 180도 이상인 CASE 2, 전둘레가 매칭된 CASE 1, 3-1, 3-2, 7 구조도 일부 사용합니.

 부시 파이프 끝단 구조가 플랜지 형상이 편측이나 양측에 있는 CASE 5-1, 5-2가 있었고 부시 파이프 없이 관넬 버링 부에 직접 부시가 압입되는 CASE 4-1, 4-2와 같은 구조도 있습니다.
 마지막으로 부시 파이프에 판넬 트림을 잇는 레인프가 적용된 CASE 6 까지 분류할 수 있습니다.

 분석 결과 부시파이프 매칭 트림라인이 증대된 CASE 1 / 2 / 3-1 / 3-2 / 7 은 내구 지수가 증가하였고 그 중 3-2와 같이 전 둘레에 트림라인과 끝단 폐단면이 적용되면 가장 크게 상승하는 것을 볼 수 있었다. 차체 마운팅 파이프 형상에 따른 내구 지수는 끝단 플렌지가 적용된 사양인 CASE 5-1 / 5-2는 저하되었으며 파이프 끝단 플렌지 형상의 적용으로 매칭 부 응력집중에 의한 내구지수 저하로 판단된다. 레인프가 적용된 CASE 6는 용접부의 내구성능이 증대되지만 레인프 용접부가 새로운 취약부가 됩니다. 이로 CASE 0 형상에서 용접 부 끝단이 취약부 일 경우 회피 방안으로 적용할 수 있을 것으로 판단됩니다.
 강도, 생산성, 비용 3가지 측면에서 CASE 2가 가장 효과적인것으로 보입니다.

 

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핫 스탬핑 공장을 이용한 자동차용 프론트 크로스 멤버 개발
- 화신 현대자동차 현대제철 2010

 오래된 논문이지만 핫 스탬핑.... 어디서 들어본거 같아서 읽어봄

 핫 스탬핑이란? 경화능이 우수한 소재인 보론강을 로(furnance)에서 900도로 가열한 후 금형 내부로 이송하여 성형하는 공법으로 성형 후 금형을 닫아 소재를 급냉시켜 고강도 특성을 얻게 된다. 핫 스탬핑으로 복잡한 형상과 높은 비강도를 요구하는 제품에 사용된다. 주로 성형 공정 및 보론 첨가 강의 기계적 성질에 대한 연구가 진행됨.

 

> 경화능 : 열처리에 금속이 어느 깊이까지 단단해지는지의 지표로 용접을 쉽게하는 용접성과 반비례관계이다. 오스테나이트화 온도에서 담금질할 때 경화 깊이를 나타냅니다. 경화능이 높으면 냉각 속도가 느려도 마르텐사이트가 생성됩니다. 그러므로 재료 전체에 균일한 물성이 요구될 경우에 경화능이 좋은 소재를 사용합니다.

> 보론강 : 구조용강에 0.002~0.003%의 붕소를 첨가한 강입니다. 강의 담금질성이 크므로 내마모강이나 고장력강으로 사용됩니다.

> 비강도 : 밀도 당 강도로 비강도가 높으면 강도에 비해 무게가 가볍습니다.

이 연구에서는 간접 핫 스탬핑 공장으로 프론트 크로스 멤버의 초고강도화 공정 기술에 대한 연구이다.

핫 스탬핑 공정은 direct, indirect 두 가지 방식이 있다. 직접 핫 스탬핑 방식은 소재를 blanking 가공 후 930도의 furnance에서 가욜하여 고온 소재의 연신률을 이용하여 성형과 동시에 냉각합니다.  이는
1) 공정 수를 줄이고

2) 성형 후 spring back이 거의 없지만
3) 고온에서 소재와 금형의 마찰이 상온에 비해 2-3배 커지기 때문에 drawing 공정에 불리하다

>블랭킹 가공 : 프레스 가공 과정에서 자른 부분을 사용하고 나머지 부분을 버림

> 연신률 : 재료 양 옆으로 인장 하중을 걸었을 때 늘어나는 정도

> 스프링 백 : 물체가 변형에 저항하려는 복원력, 굽힘 가공 시 굽힘 각도에서 벌어지게 되는 각도량으로 측정한다

간접 핫 스탬핑 방법은 상온 성형 후 제품을 가열하여 오스테나이트화 한 다음 가열된 소재를 금형 내 추가 성형 및 냉각을 한다.
1) 직접 핫 스탬핑에 비해 공정이 늘어나지만
2) 드로잉 공정이 들어가는 제품에 보다 안정적인 품질을 얻는다.

사실 실험 과정은 제가 보더라도 이해할 수 없고 이해할 필요도 없지 않을까요

어우 바뻐 내가 왜 바빠야됨?