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최강훈(Kanghun Choi),이상헌(SangHeon Lee),최현범(Hyun Bum Choi),박승연(Seung Youn Park) 대한기계학회 2020 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2020 No.8
친환경 자동차의 개발 가속화로 에너지 효율 증대를 위한 방법으로 경량화가 기술적 화두가 되고 있다. 최근 글로벌 환경법규에 대한 연비규제 및 배기가스규제로 완성차 및 부품업계에서 경량화는 필수가 되고 있다. 내연기관의 성능이나 효율 향상만으로 강화된 환경기준을 만족하는 것은 기술적으로 매우 어려우며, 현재는 내연기관의 기술적 한계로 친환경 에너지를 동력원으로 하는 기술개발이 이루어 지고 있다. 하지만, 안전 및 배터리 등 신규 부품에 따른 중량의 증가로 차체경량화를 통한 효율성 증대기술이 빠르게 증가하고 있다. 특히 상용차의 차체 경량화는 장거리 운행을 주로 하는 상용차의 특성상 에너지 효율과 밀접한 관계가 있기 때문에 필수적으로 개발되어야 한다. 차체 경량화 기술은 소재 및 형상 최적화를 통한 기술개발이 지속적으로 진행되고 있으며, 생산성 및 원가 경쟁력을 위해 초고장력강판을 활용한 차체개발이 대안으로 떠오르고 있다. 본 연구에서는 상용 차체의 롱바디 개발을 위해 리어플로어의 경량화 및 형상 최적화를 통한 차체부품개발을 진행하였다. 기본차체와의 등등이상 성능을 위해 초고장력강 확대 적용 및 구조 최적화를 통한 형상 설계를 통해 강성 구조의 상용 롱바디 차체를 개발 하였다. 차체 구조 강성평가는 정강성 및 동강성 해석을 통해 구조형상에 대한 검증을 완료하였고, 충돌성능에 대한 평가를 위해 Figure 1과 같이 유럽 ECE/R32 후방충돌 규격을 참고하여 후방충돌 모사를 통한 해석 조건을 입력하였으며, Figure 2와 같이 후방 충돌 해석을 진행하였으며, 후방충돌 해석 결과 에너지흡수율은 66%(32,200kJ → 21,200kJ) 충돌 후 구조적 결함은 없었다. 또한 충돌법규시험 R Point 기준 안전공간 확보 기준대비 변형공간을 확인한 결과 R Point 2,000mm, 최종변형 760.1mm로 확보 공간은 1,239.9mm로 구조적 강도도 만족하는 것을 확인 하였다. 향후 출동 시험 평가를 통한 상관성분석을 진행하여 신뢰성을 확보하고 평가방법 수립을 통한 충돌평가 기법을 정립하겠다. [그림 본문 참조]