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문제 정의
- 본 연구에서는 LS-DYNA를 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하고 그 결과에 의한 충격 해석을 수행하여 승용차 승객용 에어백 모듈 (PAB, Passenger Air Bag Module)을 설계하는데 필요한 기초 자료를 제공하였다.割 실제 실험과 동일한 조건하에서 시뮬레이션하기 위하여 에어백 모듈 및 IP(Instrument Panel)와 Head 부분을 각각 유한요소 모델화하여 전체 시스템으로 결합하였으며 결합된전체 모델에 대하여 LS-DYNA를 이용하여 충격 해석을 수행하였다.
- 본 연구에서는 PAB Module이나 IP의 구조나 재질의 제약에 의해 Tie Bar와 PAB Module이 연결되는 부분인 Fig. 2의 Tie Bar Bracket의 두께와 폭을 변경하는 방법을 제안하였고, 실제 제품에 적용 가능한 네 가지 경우에 대해서 충격 특성이 가장 우수한 것을 채택하고자 하였다.
- 본 연구에서는 차량 충돌 시에 승객의 머리가 패널에 직접 충돌하는 경우에 대해서 LS-DYKA를 이용하여 실제 시험과 동일한 조건하에서 충격 해석 올 수행하였다.
가설 설정
- 해석의 결과에 미소한 영향을 미치는 부분에 대해서는 모델을 간략화 하여 불필요한 요소를 제거하고 구속조건으로 대체하여 해석시간이 지나치게 길어지는 문제를 회피 하였다. Head Part는 사람의 머리부분을 구형으로 가정하였으며 Instrument Panel 및 PAB Module 에 비하여 변형이 미소한 것으로 가정하기 위하여 영계수(Yong's modulus)를 PAB Module보다 100배가량 큰 값을 부여하였다. Head Part 는 직경 165mm, 무게 6.
- 가속도는 SAE(Society of Automotive Engineers) 의 Head Impact Test 규정에 의해서 6666.7 mm/sec (24Km/h)로 정하였고 Head가 Instrument Panel에 수직방향으로 충격이 일어난다고 가정하였다. 외연적 방법에서는 접촉처리에 소요되는 계산 시간이 전체 계산 시간에서 차지하는 비중이 낮으므로 각 부품의 접촉은 ''automatic single surface"타입을 이용하여 자동적으로 처리되도록 하였다.
- 부품 간의 체결 시 조임력에 의한 초기 응력 상태가 충격에 의한 제품의 동적 거동에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 초기 응력 상태는 LS-DYNA 프로그램의 Implicit-to-Explicit Sequential 해석기법을 사용한다면 고려하는 것이 가능하지만, 본 해석에서는 해석의 간략화를 위하여 그 영향이 크지 않다고 가정하여 고려하지 않았다.
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