KR102385816B1 - 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동자용 강판의 접합방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 고장력강(High Strength Steel ; HSS) 패널이나 초고장력강(Ultra High Strength Steel ; UHSS) 패널이 적용된 차량의 수리시 각 패널의 소재 및 특성에 따라 적절한 방식으로 접합이 이루어지지 않을 경우 패널이 조기에 부식되거나 강도가 저하되는 문제가 발생하였던 종래기술의 차체 수리 및 차량용 강판 접합방법들의 문제점을 해결하기 위해, 각각의 재질별로 다양한 접합방법에 대하여 인장강도 시험을 수행하고, HSS와 UHSS의 접합방법에 따른 응력변화를 분석한 결과에 근거하여 패널의 재질에 알맞은 접합방법을 선택하여 적용하도록 구성됨으로써, 각 재료별로 원재질의 변형과 특성의 변화를 최소화하면서 강성을 유지하고 부식을 방지하여 접합성능을 최대로 발휘할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법이 제공된다.
Description
본 발명은 자동자의 차체를 구성하는 강판을 접합하는 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 일반적으로, 강성을 높이면서도 경량화가 가능하도록 하기 위해 고장력강(High Strength Steel ; HSS) 패널이나 초고장력강(Ultra High Strength Steel ; UHSS) 패널 등과 같은 신소재가 적용된 최근의 차량들은 수리시에 일반 강판(Mild Steel ; MS)을 주로 사용하는 기존의 자동차용 강판 패널의 접합방식과 달리 각각의 패널 소재에 적합한 방식으로 용접 또는 접합이 이루어져야만 패널의 부식방지나 차체의 구조적 강성을 보장할 수 있으나, 대부분의 차체 수리시 이러한 특성을 고려하지 않고 작업자가 임의의 방법으로 접합함으로 인해 패널이 본래의 성능을 발휘하지 못하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 차체 수리 및 차량용 강판 접합방법의 문제점을 해결하기 위해, 접합방법에 따른 응력분석을 통해 패널의 종류에 따라 차체 수리 현장에서 사용되는 접합방식 중 최적의 접합방법을 선택하여 적용할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기한 바와 같이 고장력강(HSS) 패널이나 초고장력강(UHSS) 패널의 접합시 각 패널의 소재 및 특성에 따라 적절한 방식으로 접합이 이루어지지 않을 경우 패널이 조기에 부식되거나 강도가 저하되어 쉽게 파손되는 등의 문제가 발생하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 차량용 강판 패널의 접합방법들의 문제점을 해결하기 위해, 각각의 재질별로 다양한 접합방법에 대하여 인장강도 시험을 수행하고, HSS와 UHSS의 접합방법에 따른 응력변화를 분석한 결과에 근거하여 패널의 재질에 알맞은 접합방법을 선택하여 적용하도록 구성됨으로써, 각 재료별로 원재질의 변형과 특성의 변화를 최소화하면서 강성을 유지하고 부식을 방지하여 접합성능을 최대로 발휘할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법에 관한 것이다.
최근, 대기오염 및 이산화탄소 저감 등과 같은 환경문제가 전세계적인 문제로 대두되면서 자동차 업계에서 배출가스 저감 및 연비향상을 목적으로 차체의 경량화가 매우 중요한 과제로 인식되고 있다.
이를 위해, 최근에는, 자동차 엔진을 다운사이징하거나, 하이브리드 및 전기 자동차의 확산 정책과 더불어, 차체에 알루미늄, 플라스틱, 탄소섬유 등과 같은 경량 소재를 많이 사용하고 있는 추세이나, 이러한 소재들은 기존의 강재에 비해 가격 경쟁력에서 불리한 단점이 있다.
또한, 최근에는, 철강산업의 발전에 따라, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1169510호 및 한국 등록특허공보 제10-0711357호 등에 제시된 바와 같이, 연질의 조직에 경질의 조직을 첨가하여 강도를 높임으로써 차체 구조의 강성을 확보하고 안전성을 높이면서도 차체의 경량화를 실현하여 에너지 소비효율 및 CO2 배출 저감에 기여할 수 있는 고품질의 고장력강(High Strength Steel ; HSS) 및 초고장력강(Ultra High Strength Steel ; UHSS)과 같은 신소재가 적용된 차량이 증가하고 있다.
여기서, 이와 같이 강화된 차체 패널이 적용된 차량은, 차체 수리시 일반 강판(Mild Steel ; MS)을 주로 사용한 기존의 자동차 수리시와 같은 통상의 접합방식과 달리, 각각의 패널 소재에 적합한 방식으로 용접 또는 접합해야만 패널의 부식방지나 차체의 구조적 강성을 보장할 수 있다.
즉, 상기한 바와 같이 고장력강(HSS)이나 초고장력강(UHSS)과 같은 신소재가 적용된 차량의 경우 해당 소재에 맞는 접합방법으로 수리가 이루어져야 강도 등의 특성이 유지되어 차후 사고시 탑승객을 보호하거나 차체를 오래 사용할 수 있음에도 불구하고, 일반적으로 대부분의 차체 수리시 이러한 특성을 감안하지 않고 작업자가 임의대로 접합함에 따라 차량 강판이나 차체가 조기에 부식되거나 강도 저하에 따른 파손 등의 피해가 발생하여 사회적 손실로 작용하고 있다.
이에, 상기한 바와 같은 종래기술의 차체 수리 및 차량용 패널 접합방법들의 문제점을 해결하기 위하여는, 예를 들면, 접합방식에 따른 응력변화를 분석한 결과에 근거하여, 고장력강(HSS)이나 초고장력강(UHSS)과 같은 신소재가 적용된 차량의 수리시 패널의 소재에 따라 차체 수리 현장에서 사용되는 접합방식 중에서 어떤 방법을 적용하는 것이 가장 적합한지를 결정하여 접합작업을 수행하는 것에 의해 최적의 접합결과가 얻어질 수 있도록 구성되는 새로운 구성의 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 제시하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제시되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 고장력강(HSS) 패널이나 초고장력강(UHSS) 패널 등과 같은 신소재가 적용된 차량의 수리시에는 기존의 일반 강판(MS)에 대한 접합방식과 달리 각각의 패널 소재에 적합한 방식으로 용접 또는 접합이 이루어져야만 패널의 부식방지나 차체의 구조적 강성을 보장할 수 있으나, 대부분의 차체 수리시 이러한 특성을 고려하지 않고 작업자가 임의대로 접합함으로 인해 패널이 본래의 성능을 발휘하지 못하게 되는 문제가 있었던 종래기술의 차체 수리 및 차량용 강판 접합방법들의 문제점을 해결하기 위해, 접합방법에 따른 응력분석을 통해 패널의 종류에 따라 차체 수리 현장에서 사용되는 접합방식 중 최적의 접합방법을 선택하여 적용할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 고장력강(HSS) 패널이나 초고장력강(UHSS) 패널의 접합시 각 패널의 소재 및 특성에 따라 적절한 방식으로 접합이 이루어지지 않을 경우 패널이 조기에 부식되거나 강도가 저하되어 쉽게 파손되는 등의 문제가 발생하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 차체 수리 및 차량용 강판 접합방법들의 문제점을 해결하기 위해, 각각의 재질별로 다양한 접합방법에 대하여 인장강도 시험을 수행하고, HSS와 UHSS의 접합방법에 따른 응력변화를 분석한 결과에 근거하여 패널의 재질에 알맞은 접합방법을 선택하여 적용하도록 구성됨으로써, 각 재료별로 원재질의 변형과 특성의 변화를 최소화하면서 강성을 유지하고 부식을 방지하여 접합성능을 최대로 발휘할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법에 있어서, 각각의 패널 소재에 대하여 접합방법에 따른 응력변화를 각각 측정하여 얻어진 측정결과에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 데이터 수집단계; 상기 데이터 수집단계에서 수집된 데이터를 이용하여 각각의 패널 소재에 대하여 접합방법에 따른 응력변화를 분석하고 데이터베이스를 구축하는 처리가 수행되는 데이터 분석단계; 접합작업을 수행할 작업대상이 입력되면, 상기 데이터 분석단계에서 구축된 데이터베이스의 내용에 근거하여 상기 작업대상에 대한 최적의 접합방법을 결정하는 처리가 수행되는 접합방법 결정단계; 및 상기 접합방법 결정단계에서 결정된 최적의 접합방법에 따라 상기 작업대상에 대한 접합작업이 이루어지도록 하는 처리가 수행되는 접합작업 수행단계를 포함하는 처리가 컴퓨터나 전용의 하드웨어를 통해 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법이 제공된다.
여기서, 상기 데이터 수집단계는, 고장력강(High Strength Steel ; HSS) 및 초고장력강(Ultra High Strength Steel ; UHSS) 소재를 이용하여 시편을 각각 제작하는 단계; 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 본드(Bond) 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 본드 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계; 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 CO2 용접 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 CO2 용접 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계; 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 CO2 용접 및 본드 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 CO2 용접 및 본드 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계; 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 점(Spot) 용접을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 점 용접 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계; 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 점 용접 및 본드 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 점 용접 및 본드 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계; 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 리벳(Rivet) 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 리벳 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계; 및 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 리벳 접합 및 본드 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 리벳 접합 및 본드 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 데이터 수집단계는, 각각의 접합방식에 따라 접합이 적용된 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 복수 회의 인장시험을 수행하여 얻어진 각각의 측정결과 및 평균값에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데이터 분석단계는, 상기 HSS 시편에 대하여 각각의 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계; 상기 UHSS 시편에 대하여 각각의 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계; 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 본드(Bond) 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계; 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 CO2 용접 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계; 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 점(spot) 용접 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계; 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 리벳 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계; 및 각각의 분석결과에 근거하여, 패널의 소재와 접합방법 및 응력변화 사이의 관계를 서로 연관지어 데이터베이스 형태로 저장하는 것에 의해 차량별로 접합방법에 대한 데이터베이스를 구축하고 학습을 수행하는 단계를 포함하는 처리가 인공지능(AI) 알고리즘을 통해 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 접합방법 결정단계는, 상기 인공지능(AI) 알고리즘을 이용하여, 접합작업을 수행하고자 하는 작업대상이 입력되면 상기 데이터베이스의 내용 및 학습결과에 근거하여 상기 작업대상의 소재에 적합한 최적의 접합방법을 결정하고 작업계획을 수립하는 처리가 자동으로 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 접합작업 수행단계는, 상기 인공지능(AI) 알고리즘을 이용하여, 상기 접합방법 결정단계에서 결정된 최적의 접합방법에 따라 차량용 패널의 접합장치나 접합시스템을 제어하여 자동으로 접합작업이 이루어지도록 하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인공지능(AI) 알고리즘은, 머신러닝(Machine Learning) 또는 딥러닝(Deep Learning) 알고리즘을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따르면, 자동차용 패널의 접합 시스템에 있어서, 상기에 기재된 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 이용하여, 접합작업이 수행될 작업대상에 대한 최적의 접합방법을 결정하고 결정된 최적의 접합방법에 따라 접합작업이 수행되도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 패널 접합시스템이 제공된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 각각의 재질별로 다양한 접합방법에 대하여 인장강도 시험을 수행하고, 고장력강(HSS) 패널 및 초고장력강(UHSS) 패널의 접합방법에 따른 응력변화를 분석한 결과에 근거하여 패널의 재질에 알맞은 접합방법을 선택하여 적용하는 것에 의해 각 재료별로 원재질의 변형과 특성의 변화를 최소화하면서 강성을 유지하고 부식을 방지하여 접합성능을 최대로 발휘할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법이 제공됨으로써, 고장력강(HSS) 패널이나 초고장력강(UHSS) 패널의 접합시 각 패널의 소재 및 특성에 따라 적절한 방식으로 접합이 이루어지지 않을 경우 패널이 조기에 부식되거나 강도가 저하되어 쉽게 파손되는 등의 문제가 발생하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 차체 수리 및 차량용 강판 접합방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 접합방법에 따른 응력분석을 통해 패널의 종류에 따라 차체수리 현장에서 사용되는 접합방식 중 최적의 접합방법을 선택하여 적용할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법이 제공됨으로써, 고장력강(HSS) 패널이나 초고장력강(UHSS) 패널 등과 같은 신소재가 적용된 차량의 수리시에는 기존의 일반 강판(MS)에 대한 접합방식과 달리 각각의 패널 소재에 적합한 방식으로 용접 또는 접합이 이루어져야만 패널의 부식방지나 차체의 구조적 강성을 보장할 수 있으나, 대부분의 차체 수리시 이러한 특성을 고려하지 않고 작업자가 임의대로 접합함으로 인해 패널이 본래의 성능을 발휘하지 못하게 되는 문제가 있었던 종래기술의 차체 수리 및 차량용 강판 접합방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 실제로 구현하기 위해 적용된 시험편의 제작과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 적용된 접합방법에 따른 응력변화를 측정하기 위한 실험방법을 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
도 4는 HSS의 접합방법에 따른 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 HSS에 대한 인장시험 후 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 HSS에 대한 용접시 용접부위의 열 변형을 나타내는 도면이다.
도 7은 UHSS의 접합방법에 따른 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 UHSS에 대한 인장시험 후 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 9는 HSS 및 UHSS에 대한 본드 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 본드 접합방법에 대한 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 11은 HSS 및 UHSS에 대한 CO2 용접 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 12는 CO2 용접 접합방법에 대한 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 13은 HSS 및 UHSS에 대한 점 용접 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 14는 점 용접 접합방법에 대한 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 15는 HSS 및 UHSS에 대한 리벳 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 16은 리벳 접합방법에 대한 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 실제로 구현하기 위해 적용된 시험편의 제작과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 적용된 접합방법에 따른 응력변화를 측정하기 위한 실험방법을 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
도 4는 HSS의 접합방법에 따른 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 HSS에 대한 인장시험 후 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 HSS에 대한 용접시 용접부위의 열 변형을 나타내는 도면이다.
도 7은 UHSS의 접합방법에 따른 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 UHSS에 대한 인장시험 후 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 9는 HSS 및 UHSS에 대한 본드 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 본드 접합방법에 대한 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 11은 HSS 및 UHSS에 대한 CO2 용접 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 12는 CO2 용접 접합방법에 대한 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 13은 HSS 및 UHSS에 대한 점 용접 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 14는 점 용접 접합방법에 대한 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 15는 HSS 및 UHSS에 대한 리벳 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 16은 리벳 접합방법에 대한 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 고장력강(HSS) 패널이나 초고장력강(UHSS) 패널 등과 같은 신소재가 적용된 차량의 수리시에는 기존의 일반 강판(MS)에 대한 접합방식과 달리 각각의 패널 소재에 적합한 방식으로 용접 또는 접합이 이루어져야만 패널의 부식방지나 차체의 구조적 강성을 보장할 수 있으나, 대부분의 차체 수리시 이러한 특성을 고려하지 않고 작업자가 임의대로 접합함으로 인해 패널이 본래의 성능을 발휘하지 못하게 되는 문제가 있었던 종래기술의 차체 수리 및 차량용 강판 접합방법들의 문제점을 해결하기 위해, 접합방법에 따른 응력분석을 통해 패널의 종류에 따라 차체 수리 현장에서 사용되는 접합방식 중 최적의 접합방법을 선택하여 적용할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법에 관한 것이다.
아울러, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 고장력강(HSS) 패널이나 초고장력강(UHSS) 패널의 접합시 각 패널의 소재 및 특성에 따라 적절한 방식으로 접합이 이루어지지 않을 경우 패널이 조기에 부식되거나 강도가 저하되어 쉽게 파손되는 등의 문제가 발생하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 차체 수리 및 차량용 강판 접합방법들의 문제점을 해결하기 위해, 각각의 재질별로 다양한 접합방법에 대하여 인장강도 시험을 수행하고, HSS와 UHSS의 접합방법에 따른 응력변화를 분석한 결과에 근거하여 패널의 재질에 알맞은 접합방법을 선택하여 적용하도록 구성됨으로써, 각 재료별로 원재질의 변형과 특성의 변화를 최소화하면서 강성을 유지하고 부식을 방지하여 접합성능을 최대로 발휘할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법에 관한 것이다.
계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법은, 크게 나누어, 각각의 패널 소재에 대하여 여러 가지 접합방법에 따른 응력변화를 각각 측정하는 데이터 수집단계(S10)와, 데이터 수집단계(S10)에서 수집된 시험결과를 이용하여 각각의 패널 소재에 대하여 접합방법에 따른 응력변화를 분석하고, 분석결과에 근거하여 패널 소재와 접합방법 및 응력변화 사이의 관계를 연관지어 차량별로 접합방법에 대한 데이터베이스를 구축하는 데이터 분석단계(S20)와, 접합작업을 수행할 패널이 입력되면 데이터 분석단계(S20)에서 구축된 데이터베이스의 내용에 근거하여 각각의 패널 소재에 대하여 최적의 접합방법을 결정하는 접합방법 결정단계(S30)와, 접합방법 결정단계(S30)에서 결정된 최적의 접합방법에 따라 접합작업을 수행하는 접합작업 수행단계(S40)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법은, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같은 각각의 처리단계를 포함하는 일련의 처리과정을 차량용 패널 접합장치나 접합시스템과 같은 전용의 하드웨어에 실행시키도록 구성될 수 있으나, 바람직하게는, 인공지능(AI) 알고리즘을 이용하여 컴퓨터를 통해 상기한 바와 같은 일련의 처리과정을 실행시키는 것에 의해 컴퓨터와 연결된 차량용 패널 접합장치나 접합시스템을 자동 제어하도록 구성됨으로써, 별도의 하드웨어를 구현할 필요 없이 전체적인 구성을 보다 간소화할 수 있다.
이때, 상기한 인공지능(AI) 알고리즘은, 예를 들면, 딥러닝(Deep Learning) 이나 머신러닝 등(Machine Learning)과 같이, 데이터베이스에 저장된 데이터를 학습하여 자동으로 최적의 결론을 도출할 수 있도록 구성되는 것이면 특별한 제약이 없이 적용 가능한 것임에 유념해야 한다.
또한, 상기한 데이터 수집단계(S10)는, 후술하는 바와 같이 하여, HSS 및 UHSS 시험편에 대하여, 본드(Bond) 접합, CO2 용접, CO2 용접 및 본드 접합, 점(Spot) 용접, 점 용접 및 본드 접합, 리벳(Rivet) 접합, 리벳 접합 및 본드 접합을 포함하는 다양한 접합방식을 적용하고 인장시험을 수행하여 평균값을 각각 측정하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
아울러, 상기한 데이터 분석단계(S20)는, 후술하는 바와 같이 하여, HSS 및 UHSS 시편 각각에 대하여, HSS의 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 과정과, UHSS의 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 과정과, 본드 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 과정과, CO2 용접 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 과정과, 점(spot) 용접 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 과정과, 리벳 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 과정과, 상기한 각 과정의 분석결과를 이용하여 패널 소재와 접합방법 및 응력변화의 관계를 연관지어 차량별로 접합방법에 대한 데이터베이스를 구축하고 인공지능(AI) 알고리즘을 통해 학습을 수행하는 과정을 포함하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기한 접합방법 결정단계(S30)는, 상기한 인공지능(AI) 알고리즘을 이용하여, 접합작업을 수행하고자 하는 패널이 접합장치에 세팅, 즉, 작업대상이 입력되면, 학습결과에 근거하여 해당 패널의 소재에 적합한 최적의 접합방법을 자동으로 결정하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기한 접합작업 수행단계(S40)는, 접합방법 결정단계(S30)에서 결정된 최적의 접합방법에 따라 접합장치나 접합시스템을 제어하여 작업대상에 대한 접합작업이 이루어지도록 하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
따라서 상기한 바와 같은 일련의 처리과정을 컴퓨터나 전용의 하드웨어에 의해 실행시키는 것에 의해 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 용이하게 구현할 수 있다.
계속해서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 실제로 구현한 내용에 대하여 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 실제로 구현하기 위해 적용된 시험편의 제작과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명자들은, 시험편 제작을 위해 실제 자동차 패널에 사용되는 고장력 패널(HSS, SGAFC1180Y 1.2t)을 100mm×30mm 사이즈로 컷팅하여 HSS 시편을 제작하였다.
또한, 본 발명자들은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 초고장력 패널(UHSS, 1470×1.2t, 1.5GPa)의 열처리(Hot-stamping) 가공된 센터 필러의 일부분을 분해한 후 샤링(Shearing) 머신을 이용하여 100mm×30mm 사이즈로 컷팅하여 UHSS 시편을 제작하였다.
다음으로, 접합방법에 따른 응력변화를 측정하기 위한 실험방법에 대하여 설명하면, 먼저, 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 실시예에 적용된 접합방법에 따른 응력변화를 측정하기 위한 실험방법을 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명자들은, 차체패널의 접합방법으로 본드(Bond) 접합, CO2 용접, CO2 용접 및 본드 접합, 점(Spot) 용접, 점 용접 및 본드 접합, 리벳(Rivet) 접합, 리벳 접합 및 본드 접합 방식의 총 7가지 방법을 적용하여 접합을 수행한 후 각각 5회씩 인장시험을 수행하여 평균값을 적용하였다.
이때, 고장력강(HSS)과 초고장력강(UHSS)의 시편에 대하여 본드 접합, 플러그 용접, 저항점 용접, 셀프 피어싱 리벳 접합을 진행하였으며, 본드 접합은 시편을 탈지한 후 H 자동차 제조사에서 순정품으로 공급하는 2액형 패널 접착제를 사용하였다.
더 상세하게는, 플러그 용접(CO2 접합)은, 도 2에 나타낸 바와 같이 6mm의 홀을 가공하고 시편을 덧댄 후, U사의 T3 GYS 다기능 MIG/MAG 용접기(380V)를 사용하여 전압(voltage) 21.5V, 전류(current) 150A, 용접시간(weld time) 2.5초(sec)의 용접조건으로 플러그 용접을 수행하였으며, 점(spot) 용접은 A사의 인버터 스폿 웰딩 W-510(380V)을 이용하여 용접전류(weld current) 9.1kA, 용접힘(weld force) 3.5kN, 용접시간(weld time) 0.19초(sec)의 용접조건으로 두개의 시편을 겹친 후 두 소재에 용접작업을 수행하였으고, 셀프 피어싱은 Bodyliner사의 셀프피어싱 리벳건(Selfpiercing rivet gun)으로 리벳 접합하였으며, 접합작업은 도 3에 나타낸 바와 같이 총 7가지 형태로 진행되었다.
또한, 본 실시예에 있어서, 인장 전단강도(Tensile shear strength) 실험은 SHIMAZU사의 25,000N 용량의 시험기에 제작된 시편을 장착하고 3mm/min로 인장시 최대 인장 전단강도의 응력을 시험하는 것으로 수행되었다.
계속해서, 도 4 내지 도 16을 참조하여, 상기한 바와 같이 하여 수행된 실험결과에 대하여 설명한다.
먼저, 도 4를 참조하면, 도 4는 HSS의 접합방법에 따른 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, HSS의 접합방법에 따른 응력변화 분석결과는, HSS간 접합에서 리벳(Rivet)만으로 접합한 경우 인장시험 중 리벳 홀이 커져 리벳이 이탈되는 경향이 있어 가장 낮은 응력을 보였고, 점 용접, CO2 용접, 본드 접합 순으로 응력이 크게 나타났으며, 본드(Bond) 접합과 본딩 후 리벳 접합, 본딩 후 점 접합의 응력은 도 4에 나타낸 바와 같이 인장거리 약 3.5mm까지 비슷한 로브 곡선(Lobe diagram)을 그리며 우수한 성능을 나타내었다.
또한, 도 5 및 도 6을 참조하면, 도 5는 인장시험 후 HSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이고, 도 6은 용접시 용접부위의 열 변형을 나타내는 도면이다.
즉, 인장시험 후의 파손형태는 도 5에 나타낸 바와 같고, HSS간 접합에서 CO2 용접 접합방법도 우수한 응력곡선으로 나타났으나, CO2 플러그 용접과 본드를 병행한 접합방법에서는 도 6에 나타낸 바와 같이 용접시 발생하는 고열로 용접면 주변의 열변화를 확실히 확인할 수 있었으며, 인장시 시편의 용접면 주변에서 파단되는 경향을 보였다.
한편, 점(spot) 저항 점용접기를 이용한 접합은 CO2 접합보다 응력에서 약한 경향을 보였으나 도 6에서 보이는 바와 같이 용접면 주변의 열 변화는 상대적으로 심하지 않은 특징을 나타내었다.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하면, 도 7은 UHSS의 접합방법에 따른 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이고, 도 8은 인장시험 후 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, UHSS간 단독 접합방법의 시편으로 응력을 시험하였을 때 본드 접합이 가장 우수한 성능을 보였으며, 인장 길이 1mm까지 리벳(Rivet), 점(Spot) 용접, CO2 용접이 비슷한 경향을 나타내는 것을 확인할 수 있었으며, 리벳(Rivet), CO2 용접, 점(Spot) 용접 순의 강도를 나타내었다.
또한, 리벳, 점 용접, CO2 용접을 본드와 병행한 경우 도 7에 나타낸 바와 같이 본딩 후 스폿을 병행한 접합, 리벳과 본드를 병행한 접합이 인장강도면에서 가장 우수한 접합방법인 것으로 확인되었고, 인장시험 후 파손형태는 도 8에 나타낸 바와 같다.
아울러, 본드(Bond)와 병행하는 접합에서 인장거리 약 2.5mm까지는 리벳과 병행하는 방법이 가장 우수한 것으로 나타났으며, 3cm×3cm 면적의 균일한 접착에도 불구하고 CO2 용접시 열을 가함으로 접착제가 녹아내리는 것을 확인할 수 있었고, 이로 인해 인장응력의 성능에서 인장거리 1mm 이후 가장 낮은 성능을 보였다.
상기한 바와 같은 결과로부터, 최대 인장 강도 측면에서 보았을 때 단순 본드 접합이 가장 좋음을 유추할 수 있었으며, 리벳(Rivet), 점(Spot) 접합은 인장 전단이 가파른 곡선을 그리다 파단되는 반면, CO2 접합은 완만한 곡선을 그리며 길게 늘어지는 현상을 보이다 파단되는 경향을 보였다.
계속해서, 도 9 및 도 10을 참조하여, HSS 및 UHSS에 대하여 본드 접합의 응력변화를 분석한 결과에 대하여 설명한다.
즉, 도 9 및 도 10을 참조하면, 도 9는 HSS 및 UHSS에 대한 본드 접합의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이고, 도 10은 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 본드(Bond)를 이용한 접합은 고장력강(HSS)보다 초고장력강(UHSS)이 3배 정도 우수한 인장강도를 보였으며, 본드 접합의 파손형태는 도 10에 나타낸 바와 같고, 인장시험시 시편의 변형은 발생하지 않았다.
다음으로, 도 11 및 도 12를 참조하여, HSS 및 UHSS에 대하여 CO2 접합 방법에 따른 응력변화를 분석한 결과에 대하여 설명한다.
즉, 도 11 및 도 12를 참조하면, 도 11은 HSS 및 UHSS에 대한 CO2 용접 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이고, 도 12는 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 고장력강(HSS) 시편간 접합과 초고장력강(UHSS) 시편간 접합 모두에서 단순 CO2 용접을 이용한 단독 접합방법이 인장시험에서 본드(Bond) 접합을 병행하는 방법보다 우수한 것으로 나타났으며, 이는, 플러그 용접시 발생하는 고열과 불활성 가스로 인해 본드 접합의 성능저하가 일어난 것으로 판단된다.
또한, 고장력강(HSS) 시편 실험에서 CO2 플러그 용접이 본딩 후 CO2 플러그 용접 접합보다 인장 응력이 우수한 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 용접시 고온의 열로 인해 접착제가 녹으면서 CO2 플러그 용접을 방해하거나 성능이 저하되는 것으로 판단된다.
아울러, 이러한 현상은 초고장력강(UHSS) 시편간의 접합실험에서도 동일한 결과를 나타내었고, 도 12에 나타낸 바와 같이, 인장시험 후 HSS 시편은 시편 변형과 찢어짐이 발생하였으나, UHSS 시편에는 변형이 발생하지 않았으며, 이에, CO2 불활성 가스를 이용한 용접에서는 본드 접합을 병행하지 않는 것이 더 바람직한 방법으로 판단된다.
다음으로, 도 13 및 도 14를 참조하여, 점(spot) 용접 접합방법에 따른 응력변화 분석결과에 대하여 설명한다.
즉, 도 13을 참조하면, 도 13은 HSS 및 UHSS에 대한 점(spot) 용접 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이고, 도 14는 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 고장력강(HSS)은 인장시 완만한 상승 로브 곡선을 그리는 반면, 초고장력강(UHSS)은 가파른 상승곡선을 나타내었고, 인장 전단력은 초고장력강(UHSS)의 본드 병행 접합방법이 가장 우수한 결과를 나타내었다.
또한, 고장력강(HSS)에서도 본드 병행 접합방법이 점(Spot) 용접 단독 접합방법 보다는 우수한 것으로 나타났으며, 인장시험시 고장력강(HSS)은 시편 길이가 늘어나고 접합면이 파단되는 현상을 보이는 반면, 초고장력강(UHSS)은 길이 변화 없이 인장응력의 가파른 상승곡선을 보이다가 파단되는 현상을 나타내었다.
아울러, 도 14에 나타낸 바와 같이, 인장 시험 후 HSS 시편은 용접부 주변이 파단되면서 시편 변형이 발생하였으나, UHSS 시편은 시편 변형이 발생되지 않았다.
다음으로, 도 15 및 도 16을 참조하여, 리벳(Rivet) 접합방법에 따른 응력변화 분석결과에 대하여 설명한다.
즉, 도 15는 HSS 및 UHSS에 대한 리벳 접합방법의 응력변화 분석결과를 나타내는 도면이고, 도 16은 리벳 접합방법에 대한 인장시험 후 HSS 및 UHSS 시편의 파손형태를 나타내는 도면이다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 초고장력강(UHSS) 시편간 접합에서 본딩 후 리벳 접합이 가장 우수한 성능을 보였으며, 고장력강(HSS) 시편간 접합에서의 본딩 후 리벳 접합보다 초고장력강(UHSS)의 본딩 후 리벳 접합이 더 우수한 인장강도를 나타내었다.
또한, 고장력강(HSS)은 인장곡선이 완만한 반면, 초고장력강(UHSS)은 가파른 상승곡선을 나타내었고, 도 16에 나타낸 바와 같이, 고장력강(HSS)은 상대적으로 연성인 관계로 리벳 이음부가 늘어나고 리벳이 이탈되는 현상을 보이며 변형되는 반면, 초고장력강(UHSS)은 재질의 변화 없이 시편의 리벳이 파단되는 현상을 나타내었다.
상기한 바와 같이, 본 실시예에서는, 고장력강(HSS) 시편간 접합과 초고장력강(UHSS) 시편간의 접합방법에 따른 응력분석을 수행하였으며, 그 결과, 접합방법에 상관없이 초고장력강(UHSS)의 인장 전단응력이 더 우수한 것으로 나타났고, 각 재료별 본드(Bond) 접합을 병행한 접합방법이 인장 응력 강도에서 단순 접합보다 더 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 원재질의 변형과 특성의 변화를 최소화하면서 강성을 유지하고 부식을 방지하여 오랜기간 동안 변형되지 않고 접합성능을 최대로 할 수 있는 접합방법으로는, 열변형을 최소화할 수 있는 점(Spot) 용접 또는 리벳(Rivet) 접합 후 본드(Bond) 접합을 병행하는 방법인 것으로 나타났다.
이에, 상기한 바와 같은 내용으로부터, 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법은, 차체 패널의 다변화에 맞추어 동일 재질의 접합방법 외에 이종 재질간 접합방법에 대한 분석을 진행하여 차량별로 접합방벙에 대한 데이터베이스를 구축함으로써, 사고차량의 수리시 각각의 자동차의 패널 재질에 알맞은 접합방법을 제시하여 최적의 접합작업이 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.
즉, 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법의 전체적인 구성에 있어서, 상기한 데이터 수집단계(S10)에서는, 예를 들면, 도 2 내지 도 16을 참조하여 상기한 바와 같이 하여, 각각의 차량에 대하여 재질 및 접합방법에 따른 응력분석을 수행한 결과에 대한 데이터를 입력받고, 데이터 분석단계(S20)에서는 수집된 각각의 데이터에 근거하여 재질과 접합방법 및 접합결과 사이의 관계를 서로 연관지어 데이터베이스 형태로 저장하는 것에 의해 차량별로 접합방법에 대한 데이터베이스를 구축하며, 접합방법 결정단계(S30)에서는 이러한 데이터베이스의 내용에 근거하여 접합작업이 수행될 작업대상에 대한 최적의 접합방법을 결정하여 작업계획을 수립하고, 접합작업 수행단계(S40)에서는 결정된 작업계획에 따라 접합작업이 이루어지는 처리가 인공지능(AI) 알고리즘을 통해 자동으로 수행되도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기한 바와 같이 하여 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 이용하면, 접합장치나 시스템의 제어부를 통해 상기한 각 단계의 처리가 수행되도록 함으로써, 차량의 종류에 상관없이 항상 최적의 접합작업이 자동으로 이루어질 수 있도록 구성되는 자동차용 패널 접합장치 및 시스템을 용이하게 구현할 수 있다.
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 구현할 수 있으며, 그것에 의해, 본 발명에 따르면, 각각의 재질별로 다양한 접합방법에 대하여 인장강도 시험을 수행하고, 고장력강(HSS) 패널 및 초고장력강(UHSS) 패널의 접합방법에 따른 응력변화를 분석한 결과에 근거하여 패널의 재질에 알맞은 접합방법을 선택하여 적용하는 것에 의해 각 재료별로 원재질의 변형과 특성의 변화를 최소화하면서 강성을 유지하고 부식을 방지하여 접합성능을 최대로 발휘할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법이 제공됨으로써, 고장력강(HSS) 패널이나 초고장력강(UHSS) 패널의 접합시 각 패널의 소재 및 특성에 따라 적절한 방식으로 접합이 이루어지지 않을 경우 패널이 조기에 부식되거나 강도가 저하되어 쉽게 파손되는 등의 문제가 발생하게 되는 한계가 있었던 종래기술의 차체 수리 및 차량용 강판 접합방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 접합방법에 따른 응력분석을 통해 패널의 종류에 따라 차체수리 현장에서 사용되는 접합방식 중 최적의 접합방법을 선택하여 적용할 수 있도록 구성되는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법이 제공됨으로써, 고장력강(HSS) 패널이나 초고장력강(UHSS) 패널 등과 같은 신소재가 적용된 차량의 수리시에는 기존의 일반 강판(MS)에 대한 접합방식과 달리 각각의 패널 소재에 적합한 방식으로 용접 또는 접합이 이루어져야만 패널의 부식방지나 차체의 구조적 강성을 보장할 수 있으나, 대부분의 차체 수리시 이러한 특성을 고려하지 않고 작업자가 임의대로 접합함으로 인해 패널이 본래의 성능을 발휘하지 못하게 되는 문제가 있었던 종래기술의 차체 수리 및 차량용 강판 접합방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
Claims (8)
- 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법에 있어서,
각각의 패널 소재에 대하여 접합방법에 따른 응력변화를 각각 측정하여 얻어진 측정결과에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 데이터 수집단계;
상기 데이터 수집단계에서 수집된 데이터를 이용하여 각각의 패널 소재에 대하여 접합방법에 따른 응력변화를 분석하고 데이터베이스를 구축하는 처리가 수행되는 데이터 분석단계;
접합작업을 수행할 작업대상이 입력되면, 상기 데이터 분석단계에서 구축된 데이터베이스의 내용에 근거하여 상기 작업대상에 대한 최적의 접합방법을 결정하는 처리가 수행되는 접합방법 결정단계; 및
상기 접합방법 결정단계에서 결정된 최적의 접합방법에 따라 상기 작업대상에 대한 접합작업이 이루어지도록 하는 처리가 수행되는 접합작업 수행단계를 포함하는 처리가 컴퓨터나 전용의 하드웨어를 통해 수행되도록 구성되고,
상기 데이터 수집단계는,
고장력강(High Strength Steel ; HSS) 및 초고장력강(Ultra High Strength Steel ; UHSS) 소재를 이용하여 시편을 각각 제작하는 단계;
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 본드(Bond) 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 본드 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계;
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 CO2 용접 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 CO2 용접 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계;
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 CO2 용접 및 본드 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 CO2 용접 및 본드 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계;
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 점(Spot) 용접을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 점 용접 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계;
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 점 용접 및 본드 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 점 용접 및 본드 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계;
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 리벳(Rivet) 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 리벳 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계; 및
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 리벳 접합 및 본드 접합을 행하고 인장시험을 수행한 결과로부터 리벳 접합 및 본드 접합시의 응력변화에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 데이터 수집단계는,
각각의 접합방식에 따라 접합이 적용된 각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 복수 회의 인장시험을 수행하여 얻어진 각각의 측정결과 및 평균값에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법.
- 제 3항에 있어서,
상기 데이터 분석단계는,
상기 HSS 시편에 대하여 각각의 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계;
상기 UHSS 시편에 대하여 각각의 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계;
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 본드(Bond) 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계;
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 CO2 용접 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계;
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 점(spot) 용접 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계;
각각의 상기 HSS 시편 및 상기 UHSS 시편에 대하여 리벳 접합방법에 따른 응력변화를 분석하는 처리가 수행되는 단계; 및
각각의 분석결과에 근거하여, 패널의 소재와 접합방법 및 응력변화 사이의 관계를 서로 연관지어 데이터베이스 형태로 저장하는 것에 의해 차량별로 접합방법에 대한 데이터베이스를 구축하고 학습을 수행하는 단계를 포함하는 처리가 인공지능(AI) 알고리즘을 통해 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 접합방법 결정단계는,
상기 인공지능(AI) 알고리즘을 이용하여, 접합작업을 수행하고자 하는 작업대상이 입력되면 상기 데이터베이스의 내용 및 학습결과에 근거하여 상기 작업대상의 소재에 적합한 최적의 접합방법을 결정하고 작업계획을 수립하는 처리가 자동으로 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법.
- 제 5항에 있어서,
상기 접합작업 수행단계는,
상기 인공지능(AI) 알고리즘을 이용하여, 상기 접합방법 결정단계에서 결정된 최적의 접합방법에 따라 차량용 패널의 접합장치나 접합시스템을 제어하여 자동으로 접합작업이 이루어지도록 하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 인공지능(AI) 알고리즘은, 머신러닝(Machine Learning) 또는 딥러닝(Deep Learning) 알고리즘을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법.
- 자동차용 패널의 접합 시스템에 있어서,
청구항 1항, 청구항 3항 내지 청구항 7항 중 어느 한 항에 기재된 응력분석에 기반한 자동차용 고장력강 패널의 접합방법을 이용하여, 접합작업이 수행될 작업대상에 대한 최적의 접합방법을 결정하고 결정된 최적의 접합방법에 따라 접합작업이 수행되도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 패널 접합시스템.
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2021
- 2021-01-06 KR KR1020210001610A patent/KR102385816B1/ko active IP Right Grant
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