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A Study on Program Development for Static Design Factor of Automotive Suspension System

자동차 현가장치의 정적설계인자 계산을 위한 프로그램 개발에 관한 연구

  • Kim, Kwang-Suk (Department of Automotive Engineering, Inha Technical College)
  • 김광석 (인하공업전문대학 자동차과)
  • Received : 2017.10.20
  • Accepted : 2017.12.20
  • Published : 2017.12.28

Abstract

In this study, a general program has been developed to calculate the static design factor of a vehicle suspension system. The partial derivatives of Jacobians for constraint equations are calculated using the symbolic technique. In the commercial program, finite difference method is used to calculate the Jacobian matrix of Jacobian. But in this study, it is calculated by using the symbol calculation method to precisely consider it. The calculated Jacobian matrix for the system has proved its accuracy through the solution of the numerical example. A simulation was performed for a double wishbone suspension of a 1/4 vehicle. The result can be used to calculate the static design factor of the suspension, and also add a convergence module that can perform virtual tests.

본 연구에서는 자동차 현가장치의 정적설계인자를 계산하기 위한 프로그램을 개발하였다. 이를 위해 기호계산기법을 사용하여 구속방정식의 자코비언에 대한 편미분을 계산하여 자코비언의 변형률 행렬을 유도하였다. 상용프로그램에서는 자코비언의 변형률 행렬을 계산하기 위하여 유한차분법 등을 사용하기도 하지만 본 연구에서는 이를 정확하게 고려하기 위하여 기호계산기법을 사용하여 계산하였다. 계산된 구속방정식 자코비언의 변형률 행렬을 사용하기 쉽도록 모듈화해 프로그램을 구성하였다. 계산된 자코비언 행렬을 사용한 결과를 1/4차량 더블위시본 현가장치에 대한 시뮬레이션을 통해 상용프로그램의 결과와 비교하여 정확성을 검증하였다. 향후 계산된 자세정보로부터 정적설계인자를 자동으로 추출하는 모듈과 함께 이를 이용하여 가상 테스트를 수행할 수 있는 융합 모듈을 추가할 예정이다.

Keywords

References

  1. Edward J. Haug, "Computer Aided Kinematics and Dynamics of Mechanical Systems", Allyn and Bacon, Boston, 1989.
  2. P. E. Nikravesh, "Computer-Aided Analysis of Mechanical Systems", Prentice Hall, 1988.
  3. H. K. Jung, "Vehicle Dynamics Analysis and Chassis Design Using the Functional Suspension Model", Kookmin Univ., Ph.D Thesis, 2004.
  4. S. S. Kim, H. K. Jung, "Efficient Modeling Method of Suspension for Vehicle Dynamic Simulation", KSAE Spring Conference, 1998.
  5. J. I. LEE, " Design Method of Automobile Suspension", J. of Korean Soc. of Mechanical Technology, Vol. 6(2), 2004..
  6. K. W. Ahn, W. S. Sung, W. G. Hwang, "Dynamic Stress Analysis of Cranktrain Using Flexible Multi-Body Dynamic Model", J. of Korean Soc. of Mechanical Technology, Vol. 12(4) 2010.
  7. S. S. Kim, "Kinemato-Static Analysis of Vehicle Suspension System", Kookmin Univ., 1995
  8. M. J. Sternemann, "The Evaluation and Development of Static Design Factors for Suspension Analysis", GM Institute, 1980.
  9. J. S. Majcher, "Analysis of Vehicle Suspensions with Static and Dynamic Computer Simulations", SAE Paper No. 760183, 1976.
  10. R. W. Allen, etc, "Steady State and Transient Analysis of Ground Vehicle Handling", Systems Technology Inc., SAE paper No. 870495, 1987.
  11. "Maple User Manual", Maplesoft, a division of Waterloo Maple Inc., 2013.
  12. S. S. Kim, Y. S. Lee, "Program Development for Analysis of Automotive Suspension System", Mando Corp., 1993.
  13. K. S. Kim, "The Numerical Method for Quasi-Static Analysis of Mechanical System", J. of Korean Soc. of Mechanical Technology, Vol. 15, No. 6, pp. 973-979, 2013. https://doi.org/10.17958/ksmt.15.6.201312.973
  14. J. W. Lee, J. H. Sohn, K. S. Kim, W. S. Yoo, "Construction of System Jacobian in the Equations of Motion Using Velocity Transformation Technique", KSME Vol. 25, No. 12, pp. 1966-1973, 2001.
  15. H. K. Min, T. O. Tak, J. M. Lee, "Kinematic Design Sensitivity Analysis of Suspension Systems Using Direct Differentiation", SAE No. 97370005