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자동차 기술과 관련하여 국제적인 환경보호 법규가 매년 급격히 강화되고 있는 가운데 환경 친화적인 자동차 기술 개발은 가장 중요하고 시급한 연구문제가 되고 있다. 이를 위해 다양한 환경 친화적인 엔진 및 구동계의 기술뿐만 아니라 초경량 차체설계 및 제작기술도 크게 주목받고 있으며, 초경량 철강 차체와 알루미늄 경량 차체(Aluminum Space Frame)는 주요한 실례가 될 수 있다. 그러나 경량 차체의 실용화는 각종 자동차 안전법규와 관련되어 충돌안전성 등을 만족시킬 수 있는 기술개발이 반드시 뒷받침되어야 함에도 불구하고 자동차 안전도 성능과 관련된 설계 및 제작 기술은 주로 일체식의 철강차체 구조물에 대하여 개발되어 왔으며 새로운 차체 제작 방식인 알루미늄 경량차체에 대한 충돌안전도 관련 연구는 겨우 시작단계에 머물고 있다. 본 논문에서는 알루미늄 경량차체의 전방 충돌성능 향상을 위하여 전방충돌 시 대부분의 충돌에너지를 흡수하는 전방 사이드멤버의 형상 최적설계를 수행하였다. 이를 위해서 좌굴을 유도하기 위한 접힘 유도모우드(collapse ...

자동차 기술과 관련하여 국제적인 환경보호 법규가 매년 급격히 강화되고 있는 가운데 환경 친화적인 자동차 기술 개발은 가장 중요하고 시급한 연구문제가 되고 있다. 이를 위해 다양한 환경 친화적인 엔진 및 구동계의 기술뿐만 아니라 초경량 차체설계 및 제작기술도 크게 주목받고 있으며, 초경량 철강 차체와 알루미늄 경량 차체(Aluminum Space Frame)는 주요한 실례가 될 수 있다. 그러나 경량 차체의 실용화는 각종 자동차 안전법규와 관련되어 충돌안전성 등을 만족시킬 수 있는 기술개발이 반드시 뒷받침되어야 함에도 불구하고 자동차 안전도 성능과 관련된 설계 및 제작 기술은 주로 일체식의 철강차체 구조물에 대하여 개발되어 왔으며 새로운 차체 제작 방식인 알루미늄 경량차체에 대한 충돌안전도 관련 연구는 겨우 시작단계에 머물고 있다. 본 논문에서는 알루미늄 경량차체의 전방 충돌성능 향상을 위하여 전방충돌 시 대부분의 충돌에너지를 흡수하는 전방 사이드멤버의 형상 최적설계를 수행하였다. 이를 위해서 좌굴을 유도하기 위한 접힘 유도모우드(collapse initiator)를 사이드멤버에 적용하여 충돌해석을 수행하였고 알루미늄 사이드멤버의 충돌에너지 흡수 구조를 개선하여 효과적인 충돌에너지 흡수부재로서의 기능을 수행할 수 있는 방법을 제시하였다. 나아가서 개선된 전방 사이드멤버를 half-car 모델에 적용하여 해석결과를 검증함과 동시에 알루미늄 초경량 차체의 충돌안전도 측면의 설계방안을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, the core techniques of an automobile can be summarized to the engine exhaust reduction, according to the strength of environment and safety regulations, and the improvement of vehicle crash safety techniques. The Aluminum Space Frame(ASF) has been adapted to reduce vehicle body weight and ...

Recently, the core techniques of an automobile can be summarized to the engine exhaust reduction, according to the strength of environment and safety regulations, and the improvement of vehicle crash safety techniques. The Aluminum Space Frame(ASF) has been adapted to reduce vehicle body weight and increase stiffness because the body of a vehicle occupies 20 to 30 percent of its weight. In order to improve the front crash performance of an Aluminum Space Frame Vehicle, this study presents a systematic optimal design process to maximize the crash energy absorption capacity of side-members. Seven design variables were selected to represent the cross section shape, thickness and bead interval. Five types of front side-members with respect to design variables were selected and analyzed to optimize the front structure's crash energy absorption capacity. Then, DOE, RSM and numerical optimization techniques were sequentially used to approximate and optimize crush performance. Finally, the proposed new design was applied to the half-car model and improved 103.9% of the internal energy and reduced 13.9% of the maximum displacement.

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