대리모델을 이용한 현가장치의 부싱 강성 곡선 최적화에 관한 연구

Abstract

부싱은 차량의 각 부품들을 연결하며, 노면으로부터 탑승자에게 전달되는 진동 및 충격을 차단하는 역할을 하는 부품이다. 특히 현가장치에 장착되는 부싱의 방향 별 강성을 적절하게 설계함으로써 차량의 승차감 및 주행성을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 차량 주행 성능을 향상시키 위한 부싱 강성 곡선 설계 방법론에 대한 연구를 수행하였다. 첫 번째 단계로써 실험계획법과 다물체 동역학 해석을 바탕으로 주요 부싱 강성 탐색 과정을 수행하였다. 전륜 및 후륜 현가장치의 30 개의 부싱을 고려하였고, 각각의 병진 3 방향의 강성을 인자로 선정하였다. 직교배열표를 통한 실험 계획을 수립하였고, 각 실험은 ADAMS/Car 프로그램을 이용한 차량 동역학 해석으로 수행하였다. 해석 결과를 바탕으로 분산분석을 수행하였으며, 주행 성능 지표에 대한 주요 인자를 파악하였다. 두 번째 단계에서는 대리모델 기반의 최적화 과정을 통해 주요 부싱의 강성 곡선을 설계하였다. 강성 곡선의 변곡점 좌표를 설계변수로 선정하였고, 목적함수는 참고문헌을 참조하여 조향 성능 지표와 승차감 성능 지표를 선정하였다. 라틴 방격법을 이용하여 실험점을 생성하였고, 블라인드 크리깅 모델을 사용하여 대리모델을 생성하였다. 전역 최적화 방법인 유전 알고리즘을 사용하여 대리모델 상에서의 최적해를 탐색하였으며, 조향 성능과 승차감을 향상시키는 강성 곡선의 조합을 제시하였다.