Transcript 20101014172451

고무 제품의 수명 예측 사례
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한국화학시험연구원
신뢰성평가센터

수명 예측 제품
승용차 엔진용 마운트(Roll Rear Mount)

현재 수명:
62,000km, 4.6년

목표 수명:
90% 신뢰수준에서 100,000km, 6년 보
장
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승용차 엔진용 마운트 분류
Conventional
Mount
Hydraulic
Mount
Roll Front
Mount
Roll Rear
Mount
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고장원인 분석 (비교 분석)
일반 자동차의 고장
Roll Rear Mount
택시에서의 고장
Roll Rear Mount
주행거리: 62,000km, 주행시간: 4.6년
주행거리: 59,000km, 주행시간: 6.5개월
일반제품과 택시 제품을 비교
1.
처짐 현상
2.
균열 발생
3.
고무의 경도 증가
4.
부피의 팽창 등
증 명
택시에서의 주행 제품은 일반 승용
차의 주행 제품과 고장 원인이 동일
하므로 택시의 제품을 가속 작용을
받은 제품으로 볼 수 있다
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택시 제품의 수명 조사 (설문 조사)

목

조사대상 : 전국택시조합연합회 가입 택시회사

조사기간 / 지역 : ’03. 7월 / 전국

조사방법 : 전화를 통한 질의 응답식 조사

표본의 크기 및 구성 : 총 160업체(특별시 및 광역시: 70업체, 도: 90업체)

적 : Roll Rear Mount의 수명 조사
조사대상 택시
- 차종 : EF소나타, 옵티마, 매그너스 등
- 배기량 / 엔진종류 : 2,000 cc / AUTO

결 과
- 주행거리 6만 ~ 8만 km 에서 교체 함
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내구 수명 평가 기법 개발
1. 내구성능 시험 방법 선정
• 승용차용 엔진마운트의 종류 중 상하운동이
주 고장요인으로 작동하는 Roll Rear Mount 선정
• Roll Rear Mount의 진동의 방향은 차량의 가속 및
감속시 아래, 위 방향 중 아래방향으로 많은 하중
을 전달 ( 약 2 ∼ 3배 정도)
• 적용 하중을 변화를 주어 가속조건 확정
• 엔진룸 내의 온도영향 포함
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적용 하중에 따른 내구 방법과 균열 모양
1번 시험
2번 시험
3번 시험
4번 시험
균열 모양
고장 Cycle 수
450,000
400,000
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500,000
820,000
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내구 시험방법 채택
• 택시 제품과 기존 Lab 시험 제품의 Ks, Kd, 경도의 차이
측정 Data
택시제품
Lab 시험제품
Ks
증가
변화 없음
Kd
증가
변화 없음
경도(Hs)
증가
변화 없음
위 시험 Data로는 수명 평가를 할 수 없다는 결론을 내림
따라서 모든 수명 평가는 균열 유무로만 판단 하기로 함
Lab 시험방법 중 택시의 제품과 유사한 균열이 발생하는 시험은
4번째 시험으로 이번 신뢰성 내구 시험방법으로 채택
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Lab Test 제품 Data 측정
1800
고장 Cycle (천회)
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
A
B
C
D
시험 종류
Cycle 수 (천회)
시험하중
상온
245±735N
1,600
735±1,225N
1,400
490±1471N
820
980±1471N
250
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Lab Test 제품 분위기 온도별 Data 측정
온도별 고장 Cycle 수)
시험조건
상온
60±2℃
85±2℃
735±1,225N
1,400,000
900,000
650,000
490±1471N
820,000
550,000
400,000
위 제품의 사용 조건 및 고장 요인 중 피로와 함께 중요한 요인은 온도 임
구 분
엔진 룸 온도
평상시
50∼70℃
최대
100∼120℃
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Lab Test 제품 분위기 온도별 상관관계 분석
1600
고장 Cycle 수
1400
1200
1000
75±125kgf
50±150kgf
800
600
400
200
0
0
20
40
60
80
100
시험온도 (℃)
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85℃에서의 택시와 Lab Test 제품 Data 측정
* 고장 판단 근거: 1mm이상 균열 발생
* 측정 Data
시료 번호
고장 주행거리 (km)
고장 Cycle 수
1
66,300
391,000
2
68,700
402,000
3
69,400
429,000
4
73,500
433,000
5
74,200
439,000
평균
70,420
418,800
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통계적 처리(분포 적합성 평가)
Distribution
AndersonDarling(adj)
Correlation
Coefficient
Lab
Taxi
Lab
Taxi
Weibull
2.157
2.278
0.970
0.962
Lognormal
2.157
2.262
0.986
0.968
Exponentia
l
3.548
3.546
*
*
Normal
2.158
2.267
0.985
0.967
Weibull 분포가
가장 적합
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두 시험제품의 상관관계
두 시험제품을 Chi-Square분포로
검증을 해 본 결과 P-Value값이
0.938이 나왔다. 이것은 두 시험
제품 Data의 상관관계가 93.8%라
는 의미 이므로 거의 동등한 고장
Mechanism을 갖고 있다는 것을
검증
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두 시험제품의 공통 Parameter
ㅡ Taxi 제품 , ㅡ Lab 시험제품
Shape
Scale
택시 제품
24.312
71,825
Lab 시험제품
24.312
424,336
( 90% 신뢰수준 )
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실차 주행거리와 내구시험 CYCLE의 상관관계 예측
1. 모두 와이블 분포를 따르고 있다
2. 형상모수는 24.312로 동일하다
3. 척도모수는 주행거리=71,825km, CYCLE=424,336으로 추정된다
CYCLE= (424,336/71,825)× 주행거리
CYCLE= 5.9 × km
의 관계식이
성립
100,000km 보증 시 내열내구시험 CYCLE은
= 590,000 CYCLE
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보증 수명거리 계산
보증 거리(km)
B10 Cycle 수
시험 Cycle 수
100,000
590,000
600,000
13. 보증 수명 시험 시 시료 수
신뢰수준별 시험 시료 수(개)
보증 거리(km)
100,000
시험 Cycle 수
600,000
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B5(95%)
B10(90%)
40
15
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신뢰성 내구평가 기준안(B10)
보증거리
(km)
보
증
년
수
100,000
6
시험 Cycle 수
시험
방향
시험
주파수
시험
횟수
분위기
온도
상하
3.33㎐
6×105
85±2
℃
시료수
(개)
평가기준
15
1mm이상
균열 없을 것
신뢰수준 90% 에서의 보증수명으로 제정
보증 년수는 통계적으로 1년에 16,000km 주행을 근거로 작성
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