대차 프레임 스킨의 두께에 따른 RTM 공정 특성 분석 연구
Study on Analysis of RTM Process to Manufacture Bogie Frame Skin Depending on Thickness
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초록
이번 연구에서는 기존 철도차량의 대차 시스템에서 금속재로 제작되어온 대차 프레임 스킨을 대상으로, RTM 공정을 활용하여 복합소재로 제작할 때, 수치 해석 결과를 활용한 공정 특성을 분석하였다. 대차 프레임 스킨의 횡단면을 기준으로 두께의 변화에 따른 성형공정시간을 비교하였으며, 그에 따른 대차 프레임 스킨의 중량변화도 함께 고려하였다. 결과적으로, 내부 섬유 매트의 부피가 일정하다는 가정하에 프레임 스킨 두께의 증가에따라 RTM 공정시간은 줄어들었으며, 전체 시스템 중량도 감소하는 효과를 보였다. 이 결과를 토대로 향후 대차프레임의 제조공정비용과 구조특성, 두 영역의 trade-off를 구현할 수 있는 설계 최적화 연구분야에서 제조공정 분야의 상대적 비용 산출을 위한 기본 자료로 활용할 수 있다.
Abstract
In this study, we analyzed process numerically when a bogie frame skin is manufactured by applying resin transfer molding process using composite material instead of steel. Processing time was compared based on the various thickness of bogie frame skin and the weight variation of a skin was also considered. As a result, RTM processing time decreases and the weight of a bogie reduces as the thickness of frame skin increases with the assumption that fiber volume is constant inside the skin. By considering these results as the information to estimate the production cost, trade-off between two fields, processing time and structural properties, can be performed in design optimization to produce bogie frame.
참고문헌 (11)
- 김준환, "서브모델링 기법을 이용한 철도차량 복합재 대차프레임의 금속재 체결부 볼트 위치 최적화 해석 연구", Composites Research, 23(6), pp.19~25 (2010), 한국복합재료학회
- 전광우, "철도차량 대차 적용 유리섬유", 에폭시 4-매 주자직 적층 복합재의 인장-압축 피로특성 평가 연구, 2010, pp.23(5), 22~29[DOI]
- 김일겸, "복합소재 대차프레임용 4매 주자직 유리섬유", 에폭시 복합소재의 진동특성평가, 2013, pp.16(1), 1~6[DOI]
- Park, C. H, "Multi-constraint Optimization of Composite Structures Manufactured by Resin Transfer Molding Process", Journal of Composite Materials, 39(4), pp.347~374 (2005)
- Kim, M. S, "Thickness Optimization of Composite Plates by Box’s Complex Method Considering the Process and Material Parameters in Compression Molding of SMC", Composites : Part A, 40, pp.1192~1198 (2009)
- Kim, M. S, "Optimisation of Location and Dimension of SMC Precharge in Compression Moulding Process", Computers and Structures, 89, pp.1523~1534 (2011)
- 원시태, "고속 하이비젼 카메라 기술을 이용한 철도차량 차륜형상 측정에 관한 연구", 한국철도학회논문집, 18(1), pp.1~7 (2015), 한국철도학회
- Mallick, P, "Fiber-reinforced Composites : Materials, Manufacturing, and Design" (2008), CRC Press
- Carman, P.C, "Flow of Gases Through Porous Media" (1956), Butterworths
- Gebert, B.R, "Permeability of Unidirectional Reinforcements for RTM", Journal of Composite Materials, 26(8), pp.1100~1133 (1992)
- Hirt, C.W, "Volume of Fluid(VOF) Method for the Dynamics of Free Boundaries", Journal of Computational Physics, 39, pp.201~225 (1981)