Box-Behnken Design Based Optimizing Brake Disc Design

자동차의 설계와 용도가 다양해짐에 따라 자동차 브레이크 디스크의 설계목표 또한 다양해지고 요구수준이 높아지고 있다. 브레이크 디스크는 고유진동수, 강도, 온도, 마찰력과 같은 여러 설계목표를 충족해야 하는데, 다양한 설계 변수들이 설계목표 달성에 영향을 주고 있다. 브레이크 디스크는 제작 후 성능을 측정 및 평가에 많은 시간과 비용이 필요하여 최적 설계 대안을 찾는 데 어려움이 있다. 본 연구에서는 Box-Behnken 설계(Box-Behnken Design, BBD)를 활용한 반응표면분석(Response Surface Methodology, RSM)을 통하여 적은 실험 횟수로 최적설계 대안을 제안하였다. 실험을 통해 브레이크 디스크의 벤트 비율(vent ratio), Fin 형상, 언더컷(undercut, UC) 타입의 설계 인자가 고유진동수에 미치는 영향을 분석하고, 인자의 변화에 따른 고유진동수의 변화를 예측하였다. 추가 실험을 통해 예측 모델의 정확도를 검증하고 최적설계 대안을 제안하였다.