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[국내논문] 단품 압궤 시뮬레이션을 이용한 FMH 충격흡수부재의 설계방법에 관한 연구
Designing FMH Impact-Absorbing Structure by Using Subcomponent Collapse Simulation 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.34 no.8=no.299, 2010년, pp.1113 - 1118  

김지훈 (브이피코리아(주)) ,  전인기 (브이피코리아(주)) ,  최재민 (브이피코리아(주)) ,  김성훈 (브이피코리아(주))

초록
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차량의 내장부품 설계에 있어 내장 부품의 탑승자 보호를 위한 FMVSS 201 법규에 따른 FMH 충격성능 만족을 위한 충격흡수구조 설계 방법이 필요하다. 충격흡수구조 설계 과정에 있어 FMH 충격 성능은 헤드라이닝의 타격 위치 및 헤드폼의 접근각에 따라 위치별로 각각 다르게 설정되며, FMH 충격 흡수부재는 위치에 따른 차체의 강성 및 상관부품을 고려하여 각 타격 위치에 따른 적절한 충격 흡수 성능을 가져야 하며 차체 강성의 변화를 고려한 효율적인 설계 방법이 필요하다. 본 연구에서는 충격 흡수구조 설계 과정에 있어 초기 설계안에 대한 충격 강도 검토의 시간을 줄이기 위해 전차량 시뮬레이션에서 수행하던 FMH 충격흡수부재 설계를 단위 모델의 압궤 시뮬레이션을 통해 진행함으로써 보다 빠르고 효율적으로 타격 위치별 적합한 충격 흡수구조를 설계하는 방법을 검토하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

It is requested that the interior compartment of a passenger vehicle must be satisfied with the FMVSS201U regulation, FMH impact test. It is needed the design methodology to find the appropriate structure about the FMH impact. When designing the impact-absorbing structure for the FMH impact test, it...

주제어

#머리모형   #미국 연방 자동차 안전규격 201 조   #머리상해치   #단품 압궤 시뮬레이션  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 FMH 단품 압궤 시뮬레이션을 통해 충격 구조를 분석하여 차량개발 단계에서 충격흡수부재를 효율적으로 선행 설계할 수 있는 방법을 제시하였고, 전차량 시뮬레이션에서 수행하기 난해한 최적화 과정에 대한 방법론을 제시하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 충격흡수부재의 성능을 빠르게 분석하여 각 타격 위치에 따른 적절한 충격흡수성능을 가지는 단위모델 시뮬레이션 방법을 검토하였다. 충격흡수재의 고유한 충격흡수 구조를 분석하기 위한 단위모델의 압궤 시뮬레이션은 각 차종의 레이아웃(Layout)에 따라 적합하게 적용할 수 있도록 시뮬레이션 모델을 구성하여 충격흡수구조물의 성능을 사전에 평가함으로써 구조물의 충격흡수구조 설계과정에 있어 시간적, 경제적 효율을 높일 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
충격 흡수의 성능은 무엇에 좌우되는가? FMH 충격흡수부재로 사용되는 구조는 발포폼 성형 구조, 진공 성형 원추형 구조, 격자형 사출 리브 구조, 알루미늄 박판 중첩 구조 등이 있으며, 대부분 순차적인 굽힘 변형을 통해 충돌 에너지를 흡수하는 구조이다. 충격 흡수의 성능은 충격흡수구조의 단위체적당 흡수에너지의 크기와 균일함에 좌우된다. 적용되는 차량의 특성은 차종에 따른 강성의 차이 및 타격 위치에 따른 차이로 충격 흡수구조의 성능을 쉽게 파악하여 설계에 반영하기에 난해한 문제점이 있으며, 전체 차량 구조물에서의 FMH 충격 흡수재의 성능을 검토하고 개선하기에는 시간과 자원의 소모가 많이 필요하다.
FMH 충격흡수부재로 사용되는 구조는 무엇이 있는가? FMH 충격흡수부재로 사용되는 구조는 발포폼 성형 구조, 진공 성형 원추형 구조, 격자형 사출 리브 구조, 알루미늄 박판 중첩 구조 등이 있으며, 대부분 순차적인 굽힘 변형을 통해 충돌 에너지를 흡수하는 구조이다. 충격 흡수의 성능은 충격흡수구조의 단위체적당 흡수에너지의 크기와 균일함에 좌우된다.
FMH 충격 성능을 향상시키기 위해 사용된 정적 압궤시험 평가방법이란 무엇인가? FMH 충격 성능을 향상시키기 위해 정적 압궤시험 평가방법과 충격 압궤시험 평가방법으로 리브의 충격성능을 검토한 후 단품 압궤시뮬레이션을 수행하였다. 먼저 정적 압궤시험 평가방법은 각각의 시험편에 대한 정적 축 방향 압궤실험을 행하여, 압궤가 진행되는 동안의 하중-변위 선도와 압궤 후의 충격흡수재의 형상을 검토하는 방법이다. 반면에 충격 압궤시험 평가방법은 각각의 충격흡수재 시험편에 낙하시험장치를 이용하여 충격압궤시험을 실시한 후 압궤과정에서의 하중 및 변형을 측정하고 압궤 후의 충격흡수재의 형상을 검토하는 과정으로 진행한다.
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참고문헌 (7)

  1. NHTSA, 1998, FMVSS 201U Occupant Protection in Interior Impact Upper Interior Head Impact Protection, Federal Motor Vehicle Safety Standard, TP201U-01, Safety Assurance Office of Vehicle Safety Compliance, Washington, DC. 

  2. Balasubramanyam, S., 1999, "Head Impact Characterization Of Generic A-Pillar of an Automobile" Mechanical Engineering, West Virginia University. 

  3. Rathi, K., Lin, T. C. and Mazur, D., 2003, "Evaluation of Different Countermeasures and Packaging Limits for the FMVSS201U," SAE 2003-01-0329. 

  4. Haque, E., Kamarajan, J. and Yang, G., 2000, "Development and Characterization of New Headliner Material to Meet FMVSS 201 Requirements" SAE 2000-01-0624. 

  5. Park, G. O., Lee, Y. H., Beom, H. K. and Kwon, O. S., 2005, "Numerical Implementation for Effect of Forehead Impact Zone in FMH Impact," KSAE 05-S0103, pp. 645-649. 

  6. Lim, J. S., Lee, J. W., Bae, Y. S. and Yim, T. K., 2008, "A Study on the Optimization of FMH performance of A-Pillar Structure," KSAE 08-S0196, pp.1183-1186. 

  7. Jun, I. K., Choi, J. M., Ka, M.R., Kim, H. W. and Lee, Y.W., 2009, “A Study About a Method of Restart Crash Simulation Considering the Repeatable Use of the Testing Car for the FMH Test.” KSME09-CA062, pp.273-278. 

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