디텐트 스프링의 최적설계에 관한 연구 = A Study on Optimal Design of Detent Spring

국문 초록 (Abstract)

디텐트 스프링은 오토매틱 자동차의 기어작동 레버를 움직일 때 작동하는 부품으로 주차, 후진, 주행모드를 운전자가 선택할 때 상하 반복적으로 작동되는 부품 중의 하나이다.
최근 차량의 대부분이 오토트랜스미션을 부착해서 출고 되는 상황을 볼 때 수요는 많다. 또한 그 부품이 트렌스미션에 포함되어 있어 그것에 대한 고장수리에 대한 어려움과 그 비용의 단가가 높다.
그러므로 디텐트 스프링의 긴 부품수명은 자동차 품질에 있어서 중요한 요소 중의 하나이다.
여기서는 주어진 디텐트 스프링에서 응력, 반력과 최소수명에 영향을 줄 만한 부분들을 선정한다. 그 중 응력에 크게 영향을 주는 부분을 찾아 그것에 대해 CATIA V5의 Generative Structural Analysis 모듈을 이용하여 구조해석을 수행하고, Product engineering Optimizer 모듈을 이용하여 최적설계를 수행하였다.
ANSYS Workbench 14.0을 이용하여 최소수명을 구하여 최적화된 치수에서의 응력, 반력과 최소수명간의 상관관계를 밝혔다.
또한, 반복적으로 사용되는 과정에서 디텐트 스프링에 작용하는 하중작용선의 위치 및 각도가 달라질 수 있으므로 그것에 의해 파괴가 일어나는 부위를 예측하였고 하중이 작용하는 수직선의 각도나 위치가 조금만 변하여도 응력집중이 되는 부위가 달라짐을 알 수가 있었다.

목차 (Table of Contents)

• 요 약 내 용 ⅰ
• 목 차 ⅱ
• 그 림 목 차 ⅳ
• 표 목 차 ⅶ
• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구배경 1
• 2. 문제 정의 및 연구 목적 3
• 3. 연구방법 및 범위 5
• Ⅱ. 형상에 따른 응력분포 9
• 1. 끝단부 각도에 따른 응력분포 10
• 2. 홈 부 거리에 따른 응력분포 13
• 3. 핀 홀더 부 길이에 따른 응력 분포 17
• 4. 필렛값에 따른 응력분포 21
• Ⅲ. 형상에 따른 최적화 설계 및 수명 예측 25
• 1. 홈 부 거리에 따른 최적화 설계 및 수명 26
• 1.1. 홈 부 거리에 따른 최적화 설계 26
• 1.2. 홈 부 거리에 따른 수명 예측 33
• 2. 끝단부 각도에 따른 최적화 설계 35
• 2.1. 끝단부 각도에 따른 최적화 설계 35
• 2.2. 끝단부 각도에 따른 수명 예측 38
• 3. 핀 홀더 부 길이에 따른 최적화 설계 및 수명예측 39
• 3.1. 핀 홀더 부 길이에 따른 최적화 설계 39
• 3.2. 핀 홀더 부 길이에 따른 수명예측 43
• 4. 필렛값에 따른 최적화 설계 및 수명예측 45
• 4.1. 필렛값에 따른 최적화 설계 45
• 4.2. 필렛값에 따른 수명예측 49
• 5. 최적화 설계 50
• 5.1. 개별적 최적화 설계 50
• 5.2. 전체적 최적화 설계 53
• Ⅳ. 하중작용선의 변화에 따른 응력집중에 대한 고찰 58
• 1. 각도에 따른 응력 분포 59
• 2. 하중작용선의 이동에 따른 응력분포 62
• Ⅴ. 결론 및 향후 계획 66
• 참고문헌 69