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차량용 드라이브 샤프트의 피로수명 연장을 위한 형상최적설계
드라이브 샤프트는 엔진에서 발생하는 토크를 바퀴에 전달하는 자동차 구동시스템 핵심 부품으로 엔진에서 입력되는 강한 토크에 의한 비틀림 피로파괴가 빈번히 발생한다. 드라이브 샤프트는 정적 비틀림 강도 및 피로수명 등의 구조적 성능을 만족해야 한다. 본 연구에서는 고주파 열처리 공정을 수행한 SAE10B38M2 소재물성을 적용하여 드라이브 샤프트의 구조적 성능을 만족시키면서 동시에 경량화하기 위해 상용 해석 프로그램인 ANSYS Workbench를 이용하여 구조 해석을 수행하고, 크리깅 모델 을 이용하여 형상최적설계를 수행하였다. 또한, 형상최적화를 통해 획득한 최적형상의 피로수명을 예측하기 위하여 피로해석 프로그램 n-Code DesignLife를 이용한 피로해석을 수행하였다. 피로해석은 고주파 열처리소재의 피로물성을 이용한 변형률 기반 피로수명 평가방식이 사용되었다.
김태안 成均館大學校 大學院 2002 국내석사
Pressure compensating temperature control valve (TCV) is one of the important control devices, which is used to maintain the constant temperature of working fluid in power and chemical plants and domestic water supply systems, etc. TCV is composed of body, cylinder and piston, and the body shape has a symmetrical H-type. In general, the cylinder is made of SUS 304 and it has several inlet and outlet holes, and its shape is like as tubular sleeve. Also, the piston is made of SUS 304 and it has three rings: two rings of the end of piston have the function of controlling inlet flow rate with hot and cold working fluids, the other ring is located at the centre of piston, which has the function of preventing hot and cold working fluids from intermixing. Consequently, the shapes of piston and cylinder are the main design parameters of TCV. Therefore, this needs to be investigated to improve the control function of temperature and void fraction. Numerical and experimental analyses are carried with two different piston and cylinder shapes. Especially, the distribution of static pressure is investigated to calculate the flow coefficient(C_(v)) and resistance coefficient( K ) and the temperature of mixer exit is investigated to confirm the function of temperature control and performance of two different valves. Results show that the function of temperature control and performance of Type 2 is better than Type 1.