Development of Lightweight Composite Sub-frame in Automotive Chassis Parts Considering Structure & NVH Performance

Abstract

최근 환경 규제에 의하여 자동차 업계는 차량의 연비를 높이기 복합소재를 활용한 경량화 연구가 다양하게 진행되고 있다. 하지만 샤시계 부품들은 복합소재를 활용한 경량화 연구가 미진하다. 따라서 본 연구에서는 샤시계 부품 중 서브프레임에 복합재료를 활용하여 스틸 동등 수준의 강성, 강도 그리고 NVH Performance성능과, 50%의 경량화를 이끌어 내는 것이 목표다. 우선, 복합재료의 Damping 특성을 알아보기 위하여, 시편을 바탕으로 고유 진동수를 비교해 보았다. 그리고 제작과정을 고려하여 경화 시 열 수축에 의한 뒤틀림을 피하고, 강성, 강도를 극대화 할 수 있는 Lay-up Sequence 를 제시하였다. 또한 Sub-frame 단편 모달 시편 테스트를 통하여 해석의 검증을 하였으며, 실차에 장착하여 공진점 확인 및 아이들링, 로드 노이즈 포함하여 실내 소음 진동 응답 비교를 하였고, 기존 스틸 서브프레임과 동등한 수준의 성능 임을 확인하였다. 최종적으로 경량화는 기존 부품 대비 약 50% 무게 경량화 효과를 확인하였다.