볼 조인트는 두 요소 사이에서 회전 및 이동이 원활하도록 돕는 역할을 하는 기계요소이다. 본 연구의 대상인 볼 조인트는 중대형 승용차량용 볼 조인트로서 너클과 컨트롤 암의 운동을 돕는다. 본 연구에서는 볼 조인트의 공정 및 시험에 관한 해석 방법을 제안하고자 한다. 볼 조인트의 제작공정은 플러깅 공정과 스피닝 공정으로 나눌 수 있다. 볼 조인트의 제작공정 및 성능시험을 암시적 수치 적분법을 적용한 상용 동역학 프로그램인 NX DAFUL 2.0 을 사용하여 해석하였다. 또한 설계요구조건을 정의하기 위하여 볼 스터드에 작용하는 응력의 평균 및 분산을 반응치로 설정하였다. 그리고 완성된 볼조인트의 유격량을 시험하는 유격시험해석을 통해 최적의 설계를 제안하였다.
Ball joint is a rotating and swiveling element that is typically the interface between two parts. In an automobile, the ball joint is the component that connects the control arms to the steering knuckles by playing a role of bearing. The ball joint can also be installed in linkage systems for motion control applications. This paper describes the simulation strategy for a ball joint analysis, considering manufacturing process. Its manufacturing process can be divided into plugging and spinning. Then, the interested response is selected as the stress distribution generated between its ball and bearing. In this paper, a commercial code of NX DAFUL 2.0 using an implicit integration method is introduced to calculate the response. In addition, the gap analysis is performed to investigate the fitness. Also, the optimum design is suggested through case studies.
