Plastic steering gear 형상최적화 내구해석
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Plastic steering gear 형상최적화 내구해석
- 2. 2 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 Power Steering 개요 운전자 경험 저속 : 편안함과 기동성 고속 : 정밀함과 제어성 노면 상황: 신뢰성과 안정성
- 3. 3 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 Gear Unit 예 차량용 EPS 장치 Motor-driven power steering apparatus for a vehicle, US 7377355 B2 Electronic power steering apparatus, US 8001866 B2
- 4. 4 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 최적 설계 프로세스 Concept 도출 • Abaqus & Tosca Topology • Energy Stiffness을 최소화 최종 형상 도출 • Abaqus, fe-safe, & Tosca Shape • Limit utilisation을 최대화
- 5. 5 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 대상 모델 – Worm Wheel 초기 형상 Straight teeth 치형은 고려하지 않음 Steel Insert 직경 : 100 mm 폭 : 20 mm Steel이 들어간 사출 성형 Steel insert PA66 기어 폭
- 6. 6 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 해석 조건 Torque와 설정 온도 Load Case 1 : +23ºC 에서 120Nm Load Case 2 : +120ºC 에서 60Nm 초탄성 재료 모델 Yeoh Cyclic symmetry ½ 모델 (폭방향) Torque axis 원주 저항 Steel insert는 축방향 강성 제공
- 7. 7 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 위상 최적화 목적 함수 Energy Stiffness 최소화 최적화 제한 조건 초기 부피 대비 40, 45, 50%로 제한 형상 구속 탈형 제어 (생산공정 고려) 면에 대한 대칭 최적화 영역 탈형 제어 방향 Tosca Structure Topology
- 8. 8 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 위상 최적화 50% 부피 유지 45% 부피 유지 40% 부피 유지 사출 성형 관점에서 가장 실용적 설계
- 9. 9 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 최적 설계 프로세스 Concept 도출 • Abaqus & Tosca Topology • Energy Stiffness을 최소화 최종 형상 도출 • Abaqus, fe-safe, & Tosca Shape • Limit utilisation을 최대화
- 10. 10 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 Abaqus/CAE로 형상 재구성 위상 최적화 결과 Surface 추출 및 형상 재구성 완료된 형상
- 11. 11 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 재료 할당 및 경계 조건 해석 조건 Steel inserts PA66
- 12. 12 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 Tosca Structure Shape 형상 최적화 목적 함수 Limit utilization 최소화 형상 제한 조건 Stamping 제어(생산공정) 평면 대칭 𝛔 𝐚𝐩𝐩𝐥𝐢𝐞𝐝 𝛔 𝐝𝐞𝐬𝐢𝐠𝐧 𝐞𝐧𝐝𝐮𝐫𝐚𝐧𝐜𝐞
- 13. 13 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 최대 주응력 최적화 결과 Load Case 1 +23ºC, 120 Nm Load Case 2 +120ºC, 60 Nm 초기 모델 최종 모델
- 14. 14 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 fe-safe material 내구 물성 Stress을 바탕으로 한 수명 평가 완전 반전 하중 각 하중 case는 독립적으로 해석
- 15. 15 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 결과 내구 평가 Load Case 1 Fatigue Reserve Factor (FRF) Load Case 2 Fatigue Reserve Factor (FRF)
- 17. 17 3DS.COM/SIMULIA©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|3/23/2016|ref.:3DS_Document_2015 Abaqus Tosca fe-safe Safety 정리 Concept 도출 최종 형상 도출