[논문]북미 법규 강화를 고려한 국내 자동차의 천정강도 시험특성에 관한 연구

김은희; 이재광; 이문구; 홍민성

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In order to reduce the risk of roll over crash, one of the greatest risk events, National Highway Traffic Safety Administration(NHTSA) issued Notice of Proposed Rulemaking(NPRM) enhancing the safety standard on roof crush resistance, FMVSS No. 216 and changing some part of the test procedure. Accord...

In order to reduce the risk of roll over crash, one of the greatest risk events, National Highway Traffic Safety Administration(NHTSA) issued Notice of Proposed Rulemaking(NPRM) enhancing the safety standard on roof crush resistance, FMVSS No. 216 and changing some part of the test procedure. According to this NPRM, the boundary Gross Vehicle Weight Rating(GVWR) of the vehicles applied by this standard is extended from 2,722kg(6000 lb) to 4,536 kg(10000 lb) and the applied test force is increased from 1.5 times to 2.5 times of Unloaded Vehicle Weight (UVW). Also the current limit on the amount of roof crush, 127mm(5 inch), is replaced with a new requirement of maintaining enough headroom without touching the head of a seated 50% male dummy. In this paper, we carried out the rollover crash test on some domestic cars and investigated their safety due to the KMVSS No. 92 and the enhanced safety standard, FMVSS No. 216, respectively. The result shows that most of them can satisfy the new standards but further tests will be necessary, especially for heavier cars.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 향후 강화될 북미 NPRM 시험조건을 적용시켜 현재 국내 생산된 9종의 자동차들을 대상으로 요구조건 적합성을 시험하였다. 시험은 차량의 종류와 무게에 따라 시행하였고, 1대를 제외한 모든 대상 차량이 NPRM 시험 조건에 만족을 만족함을 확인하였다
본 논문은 북미 천정강도법규(FMVSS 216) 강화를 계기로 국내 차량 중 일부분의 차량들에 대해서 천정강도 특성을 시험 후 NPRM 요구조건의 적합여부를 살펴보았다.

제안 방법

이에 북미통안전국(NHTSA)은 2005년 8월 법규 제정의 향서 (NPRM)에서 FMVSS 216 “천정강도법규''의 요구조건을 강화하고 시험절차 중 일부분을 개정할 계획이라고 밝히고 있다. 개정된 내용은 천정강도 시험 적용기준 차량의 무게를 2722kg에서 4563kg까지 확대 적용하고, 강도의 기준을 한계없이 공차중량(UVW)의 1.5배에서 2.5배로 강화하며, 하중인가를 위한 시험장치의 이동거리를 현행 일률적으로 정해진 127mm에서 천정구조물이 변형될 때 실내 천정구조물이 승객의 머리와 접촉되지 않을 때까지로 변경하는 것이다. 이러한 북미교통안전국의 움직임에 대응하기 위하여 국내 차량들의 차체 보강이 불가피한 상황이며, 경우에 따라서는 많은 횟수의 개발 및 검증 시험이 수행 되어야 할 것이다(4)
본 시험은 승용차 6대와 SUV 3대, 총 9차종의 국내 차량에 대하여 6.3mm/sec의 시험 속도로 시행되었다.
전방 좌측 또는 우측 좌석에 성인남성의 50%인 Dummy 를 착석시킨 상태에서 시험장치를 이동시켜 실내 천정구조물이 Dummy의 머리부와 접촉이 일어나기 직전까지 하중을 가하고, 측정하였다. 실내 천정구조물이 Dummy의 머리부와 접촉이 일어나는 순간에는 경광등에 불이 들어오고 알람소리가 나도록 Fig.

대상 데이터

미국 49CFR Part572 Subpart B에 명시된 Hybrid Ⅲ 50% 성인남자 인체모형을 사용하며, 인체 상해치를 측정하기 위한 각종 센서를 설치한 인체모형은 Fig. 3과 같다. 머리, 상부가슴 및 골반에 x, y, z 방향으로 3개의 가속도계를, 목에는 6축 센서（하중 3축, 모멘트 3축）와 상부 대퇴부 좌• 우에 대퇴부 하중계를 설치한다.
머리, 상부가슴 및 골반에 x, y, z 방향으로 3개의 가속도계를, 목에는 6축 센서（하중 3축, 모멘트 3축）와 상부 대퇴부 좌• 우에 대퇴부 하중계를 설치한다. 시험에 사용될 미국 FTSS사의 Hybrid Ⅲ 50% 성인남자 인체모형의 주요제원은 Table 2와 같다.

성능/효과

본 논문에서는 향후 강화될 북미 NPRM 시험조건을 적용시켜 현재 국내 생산된 9종의 자동차들을 대상으로 요구조건 적합성을 시험하였다. 시험은 차량의 종류와 무게에 따라 시행하였고, 1대를 제외한 모든 대상 차량이 NPRM 시험 조건에 만족을 만족함을 확인하였다

후속연구

첫째는, 향후 북미 NPRM 시험조건에 만족하기 위해서 중형 이상의 차량에 대한 시험이 추가적으로 수행되어야 하며 궁극적으로는 차량 중량을 고려한 국내 차량의 천정구조물 설계 및 제작이 필요하다는 것이다. 둘째는 천정강도의 최대 하중 발생 지점과 접촉시점에 대한 선후관계가 시험을 통해 확인되어야 한다는 점이다.
9에 불과하다. 즉, 현재 시험 차량들의 경우 대부분 적합으로 판정 받았지만, 향후 더 많은 차량들 특히 중형 및 SUV차량들에 대한 더 많은 시험과 천정강도의 강화가 필요함을 알 수 있다.
대부분의 대상차량들이 적합 판정을 받았음에도 불구하고, 본 시험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째는, 향후 북미 NPRM 시험조건에 만족하기 위해서 중형 이상의 차량에 대한 시험이 추가적으로 수행되어야 하며 궁극적으로는 차량 중량을 고려한 국내 차량의 천정구조물 설계 및 제작이 필요하다는 것이다. 둘째는 천정강도의 최대 하중 발생 지점과 접촉시점에 대한 선후관계가 시험을 통해 확인되어야 한다는 점이다.
현재 북미 NPRM 시험 조건에 만족하는 천정구조물의 제작을 자동차 제작사에서 설계 제작하고 연구가 진행 중이지만, 본 연구가 천정구조물의 설계 제작을 위한 참고가 되기를 바라며 자동차 제작사에게 도움이 되길 바란다.

참고문헌 (4)

Lim, J. S., Lee, K. K., and Shim, I. S., 2006, "Consideration on the Characteristics of Roof Crush Test according to the Test Procedures of KMVSS 92 and FMVSS 216 considering Proposed Rule Making," KSAE, Vol. 2, pp. 1005-1010.
Rechnitzer, G. and Lane, J., 1997, "Roll Over Study-Vehicle Design and Occupant Injuries," Monash University Accident Research Centre-Report #65.
Kahane, C. J., 1989, "An Evaluation of Door Locks and Roof Crush Resistance of Passenger Cars," NHTSA Report Number Dot HS 807 489.
Willke, D. T., 2004, "Status of NHTSA's Roof Crush Research," SAE Government/Industry Meeting.

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