구조 최적설계 기법을 이용한 초경량차체 개념의 경량 자동차 설계

Abstract

자동차 경량화를 지향하는 초경량차체 기술 중에서 합체박판기술을 이용한 수 있는 일련의 최적설계 기법을 제안하고 기존의 자동차 도어 내판에 적용하여 경량화를 수행하였다. 먼저, 내판에 부착되는 보강재를 제거한 후 취약해진 강성을 보강하기 위한 파트 선정을 위해 위상 최적설계를 수행하여 대략적인 파트 분포를 결정하였다. 그 다음 상세설계 단계로서 각 파트의 두께는 치수 최적설계를 이용하여 정하고, 형상 최적설계로 최종 용접선을 결정하였다. 이러한 일련의 최적화를 위해 상용 소프트웨어인 GENESIS가 사용되었다.

Among the ULSAB methods for the lightweight automobile body, Tailor Welded Blank(TWB) is adopted and the design process is developed for the existing component. Topology optimization conducted to find the distribution of the variable thickness. The number of parts and the welding lines are determined from it. In the detail design, size optimization is carried out to find the optimum thickness of each part and then, the final parting lines are tuned by shape optimization. A commercial optimization software GENESIS is utilized for the optimization processes.