5. 자동차 차체 설계 시 차체의 역할 및 요구 성능

5. 자동차 차체 설계 시 차체의 역할 및 요구 성능

1. 개 요

차체는 엔진롬, 펜더, 필러, 플로워, 루프레일, 트렁크룸으로 구성되며 탑승자의 안전성과 거주성 등을 확보하는 역할이다.

2. 차체 설계 요구 조건

1) 안전하고 편안한 거주 공간 확보

충돌 에너지를 흡수하거나 분산시키고, 탑승자를 보호하기 위해 견고함과 더불어 쾌적함과 정숙성을 제공해야 한다.

2) 아름다운 스타일링

엔진이나 레이아웃에서 차체의 구조나 형상 등이 아름다운 스타일링과 기능을 양립시켜야 한다.

3) 주행에 필요한 부품 탑재

엔진 및 서스펜션 시스템 등에 적당한 강도와 강성이 필요하다.

4) 충돌성능

차량의 운동 에너지가 차체의 변형 에너지로 변화될 때 탑승자에게 충격의 영향을 최소화 시킨다.

1) 충돌 성능의 기술동향

CAE/CAD이 발달로 충격력이 어떠한 경로로 전달이 되었는지 대하여 명확한 파악이 가능하게 되었으며, 이에 따라 부재의 재질, 형상, 보강 등을 고려할 수 있다.

2) 충돌성능의 향후 전망

충격력을 단시간에 분산시키기 위해서 외부 에너지인 유압, 공압 등을 이용하고, 전자 제어화하여 능동적 시스템을 개발한다.

3) 보행자 보행 및 전복 성능

Hood 및 Bumper 충돌 에너지 흡수율을 높여 보행자를 보호한다. 전복 성능을 높이기 위해 Pillar(A,B,C)의 강성 높여 탑상자 상해를 최소화한다.

4) 내구 성능

주행 주 하중이 크게 작용하는 부위보다 하중의 변화가 큰 곳에서 피로 파괴가 먼저 발생하며, 각 부위에 발생되는 응력 변화의 폭 및 크기에 따라 결정된다. 차체의 각 부위 재질, 형상, 두께, 용접 위치 등을 최적화 위한 설계 대책이 있어야 한다.

5) 강성 및 강도 성능

엔진 설치부, 서스펜션, 충돌 입력 등이 있다. 또한 굽힘 강성과 비틀림 강성은 진동/소음 측면에서 매우 중요한 요소이다. 강도 성능의 대표적인 예는 앵커에 대한 강도이다.