토오크 로드 부시 러버 최적의 디자인으로 인한 성능 내구 향상 = Quality durability improvement caused by T/Rod Bush Rubber design of optimization

국문 초록 (Abstract)

고무 재료는 금속 또는 세라믹 소재와 달리 초탄성을 가진 특수 소재이다. 남미와 동남아시아에서 자연적으로 생산되는 천연고무와 석유화학 산업의 한 분야로 생산되는 합성고무로 나눠진다. 여러 첨단 사업(IT, NT, ET, BT등)과 자동차, 반도체 등 국내 주력 수출산업 및 실버 산업의 핵심 부품을 공급하는 주요 산업이다.
국내 고무산업은 규모는 세계 4~5위 정도이나 기술력으로 볼때 많이 뒤쳐져있다. 고무 전문 연구소 부재등의 고무기술 개발의 Infra 부족, 기술개발력과 인력이 부족하며 3D업종으로 분류되어 선호하지 않는 산업으로 불리어진다. 또한 고무제품의 설계 및 평가기술이 약하여 배합기술 및 고무관련 Data Base가 대대적으로 구축되어 체계적인 개발기술력이 떨어진다.
본 연구에서는 최대한의 비선형 유한요소법을 이용하여 대형트럭 및 버스의 현가장치에 사용되는 토오크로드 부시 러버를 해석하여 고무 부품의 설계를 체계화 하고자 한다.
따라서, 기존 벤치마킹으로 제작되어 개발의 대부분을 시행 착오에 의한 경험적 수법이나 반복적인 실험을 통해 설계되었던 토오크로드 러버부시를 유한요소 ANSYS 프로그램을 이용하여 Recycle Design을 실시하여 기존 제품의 피로파손 원인을 규명하는 동시에 피로내구력을 향상시키는 개선활동을 하고자한다.
토오크로드 러버부시(TORQUE ROD RUBBER BUSH)의 기능은 대형 트럭 및 버스의 Chassis에서 Body로의 진동및 충격 흡수를 하는 중요한 역할을 한다. BUSH의 형상은 단순하면서도 Torsional 방향, Radial 방향, Conical 방향, Axle 방향에 다양한 차량 NVH(Noise Vibration and Harshness)를 만족해야하는 특성을 요구하고 있다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 7
• 제 2 장 Torque Rod 와 Bush 8
• 2.1 Torque Rod의 작동원리 8
• 2.2 Torque Rod Rubber Bush 10
• 제 3 장 고무 재료 시험 13
• 3.1 초탄성 재료의 변형률 - 응력 관계 14
• 3.2 단축 거동 (Uniaxial behavior) 17
• 3.3 이론 정리 23
• 제 4 장 고무 재료 특성시험 및 데이터베이스 구축 24
• 4.1 정적 물성 시험 24
• 4.1.1 시험과정 24
• 4.1.2 물성 시편 제작 24
• 4.1.3 경도 측정 25
• 4.1.4 단축 인장 시험 27
• 4.1.5 단축 압축 시험 30
• 4.2 물성 시험 정리 및 Ansys 유한요소 해석 DATA 확보 31
• 제 5 장 Torque Rod Bush의 유한요소 해석 33
• 5.1 고무부품 유한요소 해석 33
• 5.2 고무부품 유한요소 해석 그래프 비교 35
• 제 6 장 Torque Rod Bush의 피로수명 평가 38
• 6.1 개선 전, 후 Torque Rod Bush 피로 수명 평가 비교 38
• 6.2 피로 수명 시험에 대한 결론 43
• 6.3 하중-압축 변위 그래프 결과에 따른 피로내구 수명확인 45
• 6.3.1 하중-압축 변위그래프 상관관계 확인을 위한 유한요소 해석 45
• 6.3.2 하중-압축 변위그래프 상관관계 확인을 위한 피로수명 확인 47
• 6.3.3 하중-압축 변위그래프 피로수명 내구 결론 48
• 제 7 장 결 론 49
• 참고문헌 50