용어의 정의가 이래서 중요한 것 같습니다.

강도(Strength)는 재료 혹은 구조물의 고유한 역학적 성질입니다. 

강도의 정의는 재료의 탄성항복, 소성한계, 파단 및 파괴상태등의 한계값이라 보시는게 타당합니다.

강성(Stiffness)의 정의는 단위 변형을 일으키는 힘입니다. 

기하학적 강성과 재료의 강성의 곱의 형태로 표현되며, 

구조물의 거동에 따라(압축, 인장, 휨, 전단 등) 다른 강성값이 나타납니다

따라서 차체 강도는 인장/압축/굽힘/비틀림 등의 영구 변형 혹은 파단시의 하중을 나타내는 값이고

차체 강성은 단위변형을 일으키는데 필요한 힘입니다

의미하는 것이 전혀 다르지요

그리고 언급하신 충격반응, 롤, 피칭, 묵직한 주행감 등은 

Harshness, Anti-roll/pitching, Riding Frequency(혹은 flat ride 성능) 등으로 충분히 표현 가능한 것 들 입니다

그런데 저러한 것들을 뭉뚱그려 굳이 강성이라고 표현하는 의도를 알기 어렵습니다

이러한 용어의 부적절한 사용은 의미의 혼동으로이어져 

실재로 그렇지 않음에도 불구하고 실제 차체의 강성이 부족해 대량의 비틀림이 발생하며 

특정메이커는 이러한 차체 구조물이 태생적으로 약하고 

다른 해외메이커의 차체구조물은 무지막지하게 강하다는 오류로 이어지는 것을 너무나도 많이 봤습니다

일부 전문성이 떨어지는 자동차 전문지의 시승기에서 나타난 오류로 인해 사람들이 이상한 편견을 갖게되는 것은 

있어서는 않될 일이지요... 최소한 '전문지'라면요

국내에서 차량의 감성품질을 위한 노력을 안하고 있는 것이아닙니다.

위에서 기술한 impact-harshness의 분석과 예측은 제가 학교에 있을 때 본 '국내 논문'입니다

(대략 5~6년정도 된듯 하네요)

국내업체도 홍준기님께서 말슴하신 부분의 종합적인 감성품질에 관한 고민을 굉장히 하고 있습니다

특히 NVH에 민감한 국내 시장 사정상 운전자에게 전달되는 정보의 양과 질보다 

차단에 더 신경을 써왔지만 그것도 예날이야기 이고 지금은 서스펜션 부싱만 해도 크기, 재료에 의한 경도 및 

에너지 흡수 특성 등을 종합적으로 고려하여 차단 하는 것 보다 필터링 하는 것에 촛점을 맞추고 있습니다

이러한 정보들이 모여서 감성품질을 형성한다는 것을 국내 업계도 잘 안다는 뜻이겠지요

주행특성의 경우 국내 업체 내부에서 차량 주행 중 롤축의 변화가 만드는 평면을 분석해 승차감을 개선하는 

연구가 수행될 정도로 활발한 연구가 수행되고 있습니다 국내 업계가 손빨고 노는 것은 아닙니다

이러한 양산 업체의 연구실에거 지속적으로 수행된 연구들이 쌓여서 

지금 여러가지 결과물로 나타나고 있습니다

뭔가 하고 봤더니. 반갑군요. ^^;

제네시스 쿠페의 전륜 암에 삽입되는 고무 부싱을 제거하고 필로우볼을 삽입할 경우 

차량의 움직임이 더 타이트해지고, 도로를 더 잘 읽을 수 있는것 처럼 느껴지지요

(대신 NVH는 미친듯이 증가합죠 ㅋㅋ)

맴버 부싱도 보강을 하면 차량이 단단하고 조여지는 것처럼 느껴집니다

제가 피력하고 싶었던 의견은 어떤 인자에 의한 차량거동의 변화를 인간이 인지하느냐의 문제가 아니라

'차량 모노코크의 변형을 인간을 감지할 수 있는가?'라는 물음의 고찰입니다

전반적으로 헐겁게 느껴지는 차량의 문제점을 차체강성이라는 한가지 팩터로 결론 내릴 수 없다고 이야기 하는거죠 ^^

보통 위와 같은 시험을 통해서 차체강성, 서스펜션 셋업, 각종NVH 성능, 각 부품들의 내구성능 등을 

종합적으로 검토합니다 저렇게 빡시게 흔들더라도 차체 변형은 생각하시는 만큼 심하지 않습니다

그리고 두 동영상에서 극명하게 비교되는 것과 같이 노면에서부터 시트까지의 

전달요소가 어떻게 설정되느냐에 따라 인간에게 전달되는 정보는 상이하게 달라집니다.

무수한 변수들 가운데 차체강성이 주행에 주는 영향을 인간이 감지한다고 결론을 내리기에는 상당한 무리가 있죠 ^^

일반적으로 프레임 차량과 모노코크 바디 차량의 비틀림 강도는 비슷하거나 모노코크쪽이 약간 더 좋습니다

이것은 모노코크 쪽이 차체를 비틀려는 힘을 쉽게 여러곳으로 분산하는것이 가능하기 때문인데요

말슴하신 것과 같이 오프로드를 주파할 경우 프레임차량은 프레임 아래 고무 부싱등의에서 일어나는 변형의 정보를

보디에 다이렉트하게 전달하지 못해 역으로 운전자가 변형을 감지하기 어려워  더 단단하게 느껴지는게 아닌가 하고 유추해봅니다

지난 2012년에 모 자동차 회사의 내구 기술팀에서 발표한 '차량 제원 및 서스펜션 사양에 따른 내구 영향도 연구'라는 논문을 살펴보면 모 피디가 언급한 강성감 저하에 관한 원인을 유추해볼 수 있을 것 같습니다

상기 논문에서는 차량의 맴버 마운팅 위치에따른 내구 품질에 관한 실험적/해석적 고찰을 했는데요

결론만 말슴드리면 차체 변형이 아니라 마운팅 홀의 변형에 의한 내구품질 하락으로 인한 내구 문제가 발생할 소지가 크다고

결론을 내리고 있습니다

이러한 결론을 바탕으로 살펴보면 인간이 차체의 변형을 인지할 수 있다 하더라도 변형량을 웃도는 다른 인자들의 변형으로 인해 인간이 차체강성에 의한 변화를 인지하기 어렵다는게 제가 드리는 말슴의 주요골자입니다

덧붙여 논문을 개시하고 싶은데 저작권 관련문제로 일단 개시 하지 않은점 양해 바랍니다

우와 진짜다 진짜가 나타났다

오오 마스터님 오오~! 가문의 영광

마스터님 께서 말슴 하신것과 같이 차량의 보디는 rigid body가 될 수 없습니다

지구상의 모든 물질은 외력이 발생할 경우 반드시 변형이 일어납니다

지티알35의 개발을 지휘한 미즈노 카즈토시는 철판과 철판 사이의 스팟 너겟 피치 간 접촉영역에서 

마찰에 의한 에너지 흡수까지 고려해야 한다고까지 이야기 하더군요 

분명히 마스터님께서 언급하신 것과 같이 주행 중 차체에서 변형이 발생합니다

그러나 마스터님께서도 언급하신것과 같이 '같은 수치상 강성을 가졌다해도 전혀 다른 강성감과 느낌을 주는' 이유는 

차량이 운행중에 받아들이는 외력에 의해 변형되는 요소가 너무 많기 때문이며

같은 이유로 인해 인간이 차량 바디의 변형을 감지하기 어렵다는 것이 제 시각입니다

아마도 어떠한 제작사의 차량도 완벽한 Rigid 함을 가지긴 불가능하고 측정가능한 수치상의 차이가

얼만큼인지 모르기 때문에 그 역시 하나의 고려대상이라는 점이라고 보는 편입니다.

대시보드라고 하니까 저는 대시보드 자체는. 플라스틱 계념이니까 이놈들이  하중 이동에 의한 쏠림  표현이 좀 이상한데요 치우침 경쳡이나.. 고정나사 부분의 유격으로 인한 움직임라는 작은 변수값도 있을꺼라는  생각이 머리를 스치네요

1), 2)번은 설명하려면 책 한권이 필요합니다...

The Automotive Chassis: Engineering Principle라는 책의 메인 태마가 질문하신 내용입니다 ㄷㄷ

(전에 홍석호님 글에 달았던 댓글에 car suspension and handling은 서브프레임 및 서스펜션 형식에 관한 소개가 주 내용이고 vehicle dynamics race car도 비슷하지만 다루는 내용이 너무 방대해 저책이 더 나을듯 합니다)

일단 3)에 관한 일례를 말슴드리면 

롤스로이스는 내장제 잡소리가 나는 가장 큰 이유가 대시보드의 강도 및 고정이라고 보고

대시보드 프레임을 마그네슘으로 제작하고 그 위에 여러가지 부재를 덧대 제작하고 있습니다

근데 내장재의 잡소리/고정 문제는 생각해본적이 없는데 막상 홍석호님의 군금증을 읽으니 저도 궁금해지네요

일부 차종의 경우 맞닿는 부분에는 벨벳이라고 해야할지... 뭔가 질기고 부드러운 재질로

마감되어있는 경우를 많이 봤구요.   볼트고정하는 부분에도 수지 to 메탈의 조건에서 피스로

조여버리면 당연히 마구마구 잡소리가 날테구요...

그리고 수지 to 수지라면 더더군다나 삐극거리는 잡소리의 천국이 될지도요.  요즘엔 그렇게 만드는

경우가 거의 없을 거라고 보긴 하는데, 아마도 그런 점들이 감성적으로 차량의 구조물을 불신하게

만드는 큰 요인들이 아니었을까 생각해 봅니다.

사실 1번에 대해서는 콤포넌트의 구성은 그대로 두고,  말 그대로 쇽을 전면과 측면에서

봤을때의 기립각도에 대한 점입니다.

이게 우습게 보이긴 하는데, 같은 구성품의 조건에서 통통튀는 리어쇽의 장착각도를

정면기준 조금 누이는 것만으로 마일드하게 변합니다. 

그리고, 측면에서 보았을 때, 정지상태에서 90도일 것인지, 앞으로 기울일 것인지

혹은 뒤로 기울일 것인지도 큰 요인입니다.

보통 살짝 뒤로 기울이는 경우,  쉽게 말해 코너링진입 (감속의 상황)에서  차체의

기울어짐에 작용하여 90도에 가깝게 되고 코너링시 반응성과 조종의 여유도가 생깁니다.

그 반대의 경우 탈출가속시에 유리하며, (rc의 경우)보다 대형써킷에서 그런식으로 조절하는

경우도 있습니다.    아마도 우리가 익히 아는, 댐퍼가 어느 브랜드이고, 스프링을 바꾸면

차고가 얼마 내려오나하는 문제와는 전혀 상관이 없을지 몰라도,  사실 이게 그런것들

보다는 실제 주행에 있어 훨씬 더 중요한 문제거든요.  

라디콘의 서스암과 쇼바를 간략히 하면 다음 그림과 같습니다

다음 그림으로부터 휠의 지지력을 계산해보면 다음과 같습니다

휠 반력=스피링상수*(D1/D2)*sin(a) 

위와 같이 나타난식에 의하면 쇼바가 90도로 직립한 경우 휠반력은 거의 변화가 없지만

a 값이 작아면 휠 반력도 작아진다는 것을 의미합니다

이러한 이유가 정면기준 조금 누이는 것만으로 마일드하게 변하는 이유입죠

그리고 쇽타워와 로어암에 위치한 필로우볼 고정홈 위치에 따라 a 값이 변동하는 폭을 조정해

서스 작동의 초기/후기 특성을 세팅합니다

쇼바를 앞뒤로 기울이는 것은 제가 한참 알씨를 하던 때에 유행하던 방법이 아니라 잘 모르겟습니다

(사실 위의 공식에서 그리 벗어나지 않거든요)

쇼바보다도 리어서스가 장착되는 각도를 조정해 anti-squat 특성을 조정하여

탈출 가속을 유리하게 세팅하는게 유행했던 것은 기억납니다

(제가 MP-777 갖고 놀던 시절 이야기 입니다 ㅋㅋ)

그런데 저도 상당히 안타까운게 실차는 라디콘에 비하면 할 수 있는게 거의 없습니다! ㅠ,.ㅠ

기분 좋은 차가 강성이 높은 차라는 이야기가 아닙니다. 말씀하신데로 기분 좋은 차와 기계공학에서 정의하는 강성이 좋은 차는 다른 겁니다. 해당 부분에는 이견이 없습니다.

근데 지금 쟁점은 "공학에서 정의한 강성과 사용자가 이야기하는 강성이 다른 이.유.가 무엇인가" 아닌가요?

그 부분에서 여러 의견이 나오고 있는 것 아닌지요? 저는 그 부분에 대한 이야기를 한 겁니다.

본래의 정의대로 용어가 쓰이지 않는다고 해서 사용자들이 말하는 차체강성이 사라지지는 않습니다.

그리고 그건 "자동차 전문가나 고등 교육을 못받은 사용자가 고쳐"라고 말하기엔 지속적으로 나오는 이야기이기도 합니다.

좀 알려져 있는 다른 분야의 예를 들어보죠.

인간이 하나의 사건을 인지하는데 걸리는 시간은 대략 600ms입니다.

아이폰3 시절, 즉, 2007년~9년에는 핸드폰을 터치하고 반응이 나타나는 시간을 그 시간에 맞춘 폰은 아이폰뿐이었습니다. 다른 폰들은 많게는 5초까지도 걸렸습니다. 사용자들은 아이폰은 터치감이 좋다다고, 다른 폰들은 나쁘다고 했습니다. 근데 재미있는 건 1초라고 하면 600ms과 400ms차이입니다. 사실, 순식간이죠. 그래도 사람들은 느리다고 합니다.

이 문제를 개발 부서, 즉, 엔지니어링팩터를 다루는 곳에서는 참 험하게 풀었습니다. 개발자 입장에서는 원인파악을 위해 다양한 시도들을 했습니다. 하지만 그 때 사람에 관심을 가졌다면, 딱 한 가지 사실을 알아내고 해결책으로 딱 두 가지만 파면 됩니다.

- 원인: 터치 후 무언가 뜰 때까지의 시간

- 해결책1: 모든 반응속도는 예외없이 600ms 이내로 맞춘다.

- 해결책2: 동작에 필요한 Transition은 인간 인식의 흐름에 맞춘다.

제가 당시에 이거 국내에서(국외도 아마) 처음 밝힌 사람일겁니다. 벌써 오래된 일이네요. (추측 ^^)

측정하는 장비까지 만들었고요. 저 이후로 전자업계에서는 이런 스터디를 꽤 합니다.

다만, 제가 앞 댓들의 말미에 적어놨듯이, 이 일을 할 수 있을 거라고 뽑은,

전공자들이 기대에 미치는 경우는 극히 드문 케이스입니다. 더 쎄게 말하면 사기꾼이 넘치는

왜냐하면, 이런 것들을 찾는 방법은 교과서에 나와있지 않기 때문입니다.

(저 역시 실험 물리쪽을 한 사람이지 인지 과학이나 신경 과학, 또는 설마 디자인한 사람이 아닙니다.)

차제 강성이라고 부르는 것에 모두 경험이 조금씩 다르고 그 경험으로 생성된 인식이 다르기 때문에

귀납적으로 엔지니어링팩터를 조합해서 답을 찾기엔 자동차는 너무 복잡한 대상이라는 겁니다.

단순한 문제라면 이렇게 "이건가? 저건가?" 하지 않겠지요.

이런 문제를 귀납적으로 생각하다보면,

결국 좀 더 경험이 많은 사람, 좀 더 말에 무게가 있는 사람의 의견으로 조용히 수렴하거나

엔지니어링 팩터에 대한 반복 고찰을 통해 우연히 답을 찾기 전까지는 끝없는 논쟁거리로 남겠죠.

다른 분야에서건 같은 분야에서건

'예'를 들으려면 개연성이 있어야 의미가 있습니다. 

여기서 논의되고있는 '강성'이든 '강성감(?)'이든 간에

차체의 물리적인 운동과 외부 (도로조건)에 의해 전달되는 힘에 의한 것입니다.

대체 아이폰 터치랑 무슨 상관인가요? 

제 설명이 부족했나봅니다.

제가 들은 예시입니다.

- 문제점: 아이폰이 터치감이 좋다고 하는데 아무도 왜 좋은지 말을 못했다.

- 기존 해결책: 다들 개발하는 폰의 개발요소들을 최적화하는데만 온갖 노력을 기울였다.

- 기존 해결책의 한계점: 좋은 터치감-개발요소 간의 인과 관계가 없었음. 제품의 개발 요소가 너무 많아 귀납적으로 문제 해결하기에 어려웠음.

- 새로 나타난 해결책: 사람의 특성을 밝혀서 개발 타겟으로 정해서 해결.

이 글에 빗대어 보겠습니다.

- 문제점: 사람들이 차체강성이라고 부르는 어떤 감정을 특정 차량에서 느끼는데 아무도 딱 부러지게 말하지 못한다.

- 기존 해결책: 차체의 물리적인 운동과 외부에 의해 전달 되는 힘에 대한 논의로 원인을 찾으려 한다.

- 기존 해결책의 문제점: 역학적 값과 "사람이 변화량을 감지하는 최소양" 간의 Link가 없다. 게다가 최종 평가는 사람이 한다. 차가 받는 힘의 크기가 아니라.

저는 개연성 정도는 있어 보입니다.

그리고 실제 강성에 대해 이야기하는 것과 강성감?이라고 하는 것은 그 접근방법에 큰 차이가 있습니다.

위에 강지현님께서도 언급하셨지만

'아이폰의 터치감'은 '터치감 개선' 그 자체가 목적임에 여지 없습니다.

반면 '차체 강성'은 '강성감 개선'이 목적인지 '강성 개선을 통한 운동성 개선'이 목적인지 여부도 명확하지 않아 보이는데요. 심지어 여기 댓글들만 봐도 그렇고요.  

전자임이 명확히 정의된다면 모르겠지만, 후자라면 님의 예시는 단 1%의 개연성도 없습니다. 

많이 공감합니다. 저 역시 공학을 전공했지만 목표가 '사람이 만족하는' 이라면 이를 사람에 초점을 맞추고 거꾸로 이를 만들어내는 방법을 찾아야 한다고 봅니다. 수치가 높으면 높을 수록 좋다거나 상관 없다거나.. 하는 건 사람이 뭘 좋아하는지 아직 충분히 연구가 안되어서 모르는 거라고 봅니다. 아울러서 '뭔가 우리가 알 수 없는 조화로움이 있어서 어디를 약하게 만들고 어디는 강하게 만들면 된다. 독일차는 알고 다른나라는 모르는 mysterious 한 기술이 있다.' 라는 것도 그냥 모르는 거라고 봅니다. 모르는데 그냥 GT-R 이나 Porsche 는 뭔가 승차감이 남다른 것 같다고 느낄 수 있다.

오히려 어떤 Big Mouth 에 의해 어느쪽으로 수렴하거나 혹은 타이어 기술의 발전에 힘입은 전반적인 상향에 의해 기준점이 높아지는 일은 있을 것 같습니다.

네. 사람이 느끼는 단위량으로 변화폭을 알아내고 그 변화폭을 엔지니어링팩터로 변환하는 것이 핵심입니다.

그래야 이게 타이어 문제인지, 서스펜션 문제인지, 진짜 모노코크의 변형인지 알아낼 수 있습니다.

그게 인과관계를 추적하는 가장 빠른 프로세스라고 생각합니다.

무얼 말씀하는지 알겠습니다.  
회사마다 차량을 만들어가면서 테스트드라이버를 두고 주행하고 수정해가는 이유겠구요. 

운전을 통해 사람이 느끼는 감, 워낙 복합적인 것을 통해 전달받는 것이니... 

그나저나 본문의 의문처럼 그것이 진짜 순수하게 차량의 강성 등을 구분하며 느낄 수 있느냐? 

모르겠습니다 ㅎㅎㅎ 

등속도로 원선회하면서 1G 넘기는 차량은 별로 없지만 (그것도 테스트장에서만 그런겁니다.) 현실에서는 이리 비틀 저리 비틀하면 1G 넘게 차체에 걸리구요. 코너 도는 중에도 범프 만나고 하면 일시적으로 1G 넘어갑니다. 다운포스를 크게 만드는 레이스카라면 2G 넘게도 걸구요.

일반적인 상황은 아니겠지만 rs3,네오바급 타이어가 장착된 세단,쿠페차량의 트랙주행기록을(데이터로거) 보면 트랙안에서의 1g는 너무나 일상적인상황이고 뱅크각이 조금들어간곳에서는 1.2g정도의 횡G가 걸리기도합니다.  그리고 저도 사람이 체감가능한 강성감을 차의 강성이라고 오인하는 부분은 있다고 봅니다.(일부 초감각자는 제외)

횡가속도가 1g가 걸린다 쳐도

어떻게 외측바퀴 두 개에 3톤의 '하중'이 걸리나요?

이해할 수 없는 댓글들이 요즘 많이 보이는군요. 

대략 계산해보면 (횡G X 차량중량 X 무게중심높이) / 윤거 = 하중이동량으로

@NF소나타의 공차중량+운전자 중량을 1700KG으로보고

@NF소나타의 무게중심높이는 조금 높은편이라는 가정을하고  600mm

@전후륜윤거평균 1557.5mm

@횡1G가 걸릴때

@바디롤각으로 인한 하중이동량은 제외하는걸로..

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하중이동량은 외측으로 약655 kg 되겠군요.

그럼 외측바퀴의 하중이  1505KG, 내측은 195KG정도 하중이 가해지며

여기에 1G의 중력가속도가 더해지면 외측은 1505kg + 1505Kg =3010kg 하중이 걸리는것 아닌가요?

설마 횡1G를 받으며 선회중인데 사브퍼포먼스팀의  횡G가 걸리지않게 차를 옆으로 세워서 2륜으로만

달리며 깃발을 드는 스턴트처럼 고스란히 바닥을 누르는 하중이 차량중량뿐이라고 생각하시는건 아니시죠? 

다른예로 

>사브스턴트팀의 차량이 2륜를 세운상태로 1G가 걸리게 선회를하다고(불가능하겠지만)

치면 바닥을 누르는하중은 횡G가 걸리지않고 옆으로서서 움직이는 사브스턴트차무게 그대로일까요?

 >바이크가 횡1G를 받고 선회중일때 지면을 누르는 무게는?? 평지에 가만히 서있는 바이크와 같을까요?

>F1이 횡4G를 걸며 선회할때 바퀴가 지면을 누르는힘은  F1 규정무게인 690KG안에서 하중이동한 만큼만 발생할까요?

저의 계산이 틀린것이라면 미리 사과드립니다. 제가 예체능출신이라 물리의 개념은 이정도가 한계인듯합니다.

1g의 가속도가 '횡가속도'인가요 '수직가속도'인가요?

더 쉽게 가죠.

선회할 때 몸이 '옆으로' 쏠리나요? '아래로' 쏠리나요?

'힘'은 스칼라가 아니라 벡터입니다.

크기뿐만 아니라 방향이 정의되어야 합니다. 

제가 하중과 횡가속도를 하중으로만 표현한것은 틀렸다고 볼수있겠네요.

그렇다면 미끄러져서 횡G가 풀리지않는이상 지면에 작용하는 타이어의 벡터량이 (무게는) 

횡가속도x하중아닌가요? 그러니까 차량이 움직일때  질량은(스칼라) 그대로이지만 

종,횡가속도로 무게는(벡터) 증가한다가 맞는말이 아닐지요.