신차 개발에 있어서 중요한 것 중 하나는 그것이 얼마나 오랜 기간 동안 시장과 고객에게 받아 들여질 수 있는가이다. 따라서 이를 고려하기 위해서는 3~4년 뒤를 내다볼 수 있도록 예측할 수 있어야 할 것이다. 그러나 이러한 부분과 함께 더욱 중요한 것은 바로 이 개발 기간 단축이라는 개선이 있어야만 고객의 요구되는 신기술들을 빠른 시간 내에 신차를 개발하여 시장을 선점함으로 써 점유율을 높일 수 있고 결과적으로 회사의 수익성과도 많은 상관관계가 있다고 할 수 있다. 즉, 이러한 기간 단축을 통해 경쟁력을 확보할 수 있고 차별화되는 특징이 되는 것이다. 물론 여기에 있어서 품질 또한 확보되어야만 진정한 경쟁력이라 할 수 있을 것이다.
자동차가 현대 사회에 상용화됨에 따라서 이전에는 자동차의 용도, 경제성, 외형 등이 고려되었 지만 현재는 고객의 요구 수준이 높아지면서 자동차의 주행 및 안전 성능, 승차감과 조종 안정성 역시 중요해지게 되었다. 샤시 시스템 중 주로 차량을 지지하고 동력을 차체에 전달하는 역할을 하는 현가 장치가 Ride & Handling에 결정적인 영향을 준다고 할 수 있다. 하지만 Ride(승차감) 과 Handling(조종 안정성)은 서로 상반되는 특성을 보유하고 있기 때문에 이 두 가지 특성을 동 시에 만족시키기는 어려우며 그렇기 때문에 이를 고려한 최적설계가 필요하다. 본문에서는 샤시 시스템에 대해 간략하게 소개하고 그 중에서 차량안정성과 관련하여 현가 장치의 기술 발전과 동 향에 대해 다룰 것이다.
자동차의 성능에는 소음, 진동, 승차감, 내구, 충돌안전, R&H(Ride & Handling), 연비 및 동력이 중 충돌안전 성능은 이전 자동차 시장에서는 크게 중요시되지 않던 등을 들 수 있는데 영역이었다. 하지만 최근 자동차 개발에 있어서 관심이 집중되는 분야는 에너지 효율 그리고 친환경적인 측면과 더불어 차체 경량화 기술 및 차체 충돌 성능 개선 등이 그것이다. 그러나 차체 경량화 설계 기술과 안전도 및 구조 강도 설계 기술 간의 성능은 서로 상반되는 개념이기 때문에 이를 동시에 만족하여 최적설계하기란 쉽지 않은 일이다. 그러므로 분야별 상충되는 설계 간의 차이를 최소화하기 위해서 반복적인 시험과 해석을 통해 제약 조건을 다각적으로 고려하여 설계할 수 있도록 통합 최적설계의 필요성이 강조되고 있다.
1. 서론인류는 20세기 초 마차에서 자동차로 운용시스템을 바꾼 뒤로 내연기관자동차만의 형태와 구조 는 점진적 개량을 거쳐서 다양하게 분화되었지만 큰 변형 없이 100여 년이 지난 오늘날까지 유지 될 정도로 보수적인 특성을 지니고 있다. 그런데 단순한 스타일 변화가 아닌 모빌리티 공급자와 사용자, 충전소와 A/S 센터, 이동 방식, 소비 패턴이 변화하면서, 내연 기관에서 전기 모터로 바뀌 고 자율 주행기술과 모바일 인터넷 환경이 차량의 중요요소로 도입되고 있다. 운전이 필요 없고, 엔진 룸이 없는 미래 모빌리티는 그 형태와 구조, 새로운 시스템 간의 상호 작용을 통해 혁신적으 로 변화를 겪을 것이다.2. Mobility모빌리티란 물리적으로 이동할 수 있는 능력 혹은 움직임 그 자체를 말하는데 자동차, 비행기, 기차, 배 등 흔히 알고 있는 교통수단과 같은 형태의 모빌리티들이다. 현대에 이르러 점차 증가 증 가하고 있는 자동차의 공유개념 확산은 시간 단위의 초단기 렌터카 사업, 개인 택시 운송사업과 서비스의 등장으로 확인되고 있다.
밀리미터 혹은 마이크로미터 스케일 상의 액체샘플에 존재하는 기포는 미세유체실험에서 공 통적으로 발생하는 문제이다. 기포는 cavitation, 화학적 반응, 전기분해, 여타 피펫 등을 사용하는 주입과정 등에서 의도치 않게 발생한다. 그것들을 제거하는 것은 미세유체학자들의 주된 관심사이 다. 미세유체 계에 존재하는 기포는 생물학적 관심표본을 손상시킬 수 있으며 실험적으로 오차를 일 으킬 수 있다. 미세유체 계에서 기포들이 구체적으로 어떤 문제점을 유발하는지 알아보자. 첫째, 액체 샘 플 내에 존재하는 기포는 sampling과 pipetting의 오차를 불러일으킬 수 있다. pipette은 일정량의 액체를 가하거나 꺼낼 때 사용되는 도구로, 기포가 액체에 섞여 있다면 원하는 체적만큼의 액체를 가하거나 꺼낼 수 없다. 더불어 그렇게 가한 액체를 실험에 사용한다면 실험적인 오차를 일으킬 수 있다. 둘째, 생물학적 샘플 내의 기포는 팽창 또는 수축하면서 세포로 하여금 응력을 가하여 변형을 일으키고 심지어는 파괴 시킬 우려 또한 있다. 셋째, 기포가 미세유체 장치 (이를테면 lab-on-a-chip등)의 좁은 유로에서 액체와 함께 흘러간다면 일정하지 않은 유량이 발생하여 원하는 성능 및 의도치 않은 결과가 나올 수 있다. 넷째, 액체는 거의 비압축성인 것에 비하여 기포는 압축 성이므로 기포가 팽창 또는 수축을 하며 압력을 흡수하고, 압력 평형에 도달하는 시간이 증가된다. 이는 유체 반응성이 중요한 실험에서 오차를 유발할 수 있다.이런 기포들을 제거하기 위해 사용되는 메커니즘에는 ‘트랩’과 ‘디버블링’ 두 가지가 있다. 트랩은 장치의 한 곳에 버블을 가두어 버블의 추가적인 흐름을 차단하는 시스템이다. 이 접근 법은 버블이 갇히는 동안에도 유체의 흐름이 유지된다는 장점을 갖는다. 하지만 트랩은 시스템에서 자체적으로 버블을 제거하지 못한다.