Evaluation of Fatigue Life and Structural Analysis for Dish-Type and Spoke-Type Automobile Wheels
승용차용 디쉬 타입과 스포크 타입 휠에 대한 구조 해석과 피로 수명 예측

Sung-Soo Kang, Jong-Hwa Lee
2011 Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A  
1. 서 론 알루미늄 휠은 스틸 휠에 비해 내식성이 우수하 고 무게가 가벼우며 충격 흡수성이 우수하여 승차 감이 좋은 장점이 있다. 하지만 단조와 주조에 의 한 승용차용 알루미늄 휠 제품은 형상과 크기에 따라 제조 시 발생할 수 있는 여러 가지 결함을 내재하고 있으며, 이로 인해 제품에 작용하는 여 러 종류의 복합 및 반복하중에 대한 문제점을 보 이고 있다. 따라서 이러한 알루미늄 휠의 취약점 을 보완하기 위해, 노면으로부터 각종 하중이 전 달되는 부품으로서의 알루미늄 휠에 대한 충분한 구조강도가 요구된다. (1~4) 또한 초기 설계 시 소비 자들의 요구와 호감을 충족시킬 수 있도록 설계되 어야 하며, 설계 단계에서의 형상변수가 상당히 중요하므로 이를 통한 설계 개선이 필요하다. 휠의 강도평가와 관련한 종래의 연구를 살펴보 면 다음과 같다. 먼저 Noh 등 (5) 은 충격시험에 대 한 선형탄성해석을 수행함으로써 충격시의 응력이 집중되는 부분과 내충격성을 파악하였고, Jeong
more » ... 은 자동차 디자인의 안전성과 연료절감이라는 문 Abstract: Prior to the experimental and production stages of goods, the strengths should be evaluated in the design stage. The introduction of commercial codes at the design stage gives benefits such as cost and time economies in the production and strength evaluation. In this study, structural analysis and fatigue analysis are carried out using ANSYS modeling of the 3D geometry of the wheel. In a comparison of dish-type and spoke-type wheels, it is shown that the deformation and maximum equivalent stress for the dish-type wheels are lower than those for spoke-type wheels. Nevertheless, spoke-type wheels are often used because they are light and have exhibit excellent cooling performance. Furthermore, according to the results of life analysis, aluminum wheels show improved resistance to fatigue compared to steel wheels.
doi:10.3795/ksme-a.2011.35.10.1315 fatcat:rslq4ayxlvfgpmfsqyeyulwtxe