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전복시 차체에 대한 구조 안전 해석

Structural Safety Analysis on Car Body at Overturn

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.12 no.1, 2011년, pp.32 - 37  

조재웅 (공주대학교 기계자동차공학부) ,  김기선 (공주대학교 기계자동차공학부) ,  이은종 (공주대학교 기계자동차공학부)

초록
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본 연구에서는 구조해석을 통하여 차체의 전복 시에 있어서의 차체의 두께에 따른 변형량과 응력 변화를 고찰하여 보았다. 차체의 두께가 5t인 자동차에서는 2초일 때에 차체의 오른쪽 천장에서 7.5024mm의 최대변형이 일어났으며, 차체의 왼쪽 밑 부분에서 113.69 MPa의 최대응력을 받았다. 차체의 두께가 10t인 자동차에서는 2초일 때에 차체의 오른쪽 천장에서 1.2557mm로 최대의 변형이 일어났으며 차체의 왼쪽 밑 부분에서 15.134 MPa의 최대응력이 발생했다. 차체의 두께가 15t인 자동차에서는 2초일 때에 0.42529mm로서 차체의 오른쪽 천장에서 최대의 변형이 일어났으며 응력은 2초일 때에 차체의 왼쪽 밑 부분에서 4.405MPa의 최대응력이 작용되었다. 두께가 15mm보다 커지는 경우에는 시간에 따른 응력 및 변형율의 분포가 고르게 나타나고 있어 설계의 안전성을 보이고 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the changes of displacement and stress are investigated by structural analysis according to the thickness of car body in case of overturn. In case of 5 mm thickness, the maximum displacement of 7.5024 mm at its right ceiling and the maximum equivalent stress of 113.69 MPa at the left ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 차체에 대한 전방 및 측면 충돌을 가지고 근래에 많은 연구가 되었지만, 본 연구에서는 자동차가 전복되었을 때 차체에서 받는 응력에 의한 변형량이 그 두께에 따라 어떻게 차이가 나는지 고찰하고 그 연구 결과를 차량의 안전성을 높이는 데에 기여하고자 한다[7-8].

가설 설정

  • 그 중에서 주로, 안전 문제를 들 수 있다[1-3]. 사람들이 자동차를 이용하면서 가장 많이 발생하는 것이 접촉 사고일 것이다. 이러한 사고가 나는 가장 큰 이유는 운전자의 부주의와 양보를 하지 않는 이기주의이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자동차 사고가 발생하면 가장 먼저 충격을 받는 곳은? 하지만 인적 원인뿐 아니라 기술의 발달로 인해 자동차의 속도가 증가되어 작은 부주의라도 큰 사고가 나기도 한다. 사고들이 발생하면 가장 먼저 충격을 받는 곳은 자동차의 차체이다. 물론 차체가 자동차의 외부를 감싸고 있기에 가장 먼저 충격을 받기는 하지만, 운전자의 안전을 위하여 충돌과 동시에 모든 충격이 차체로 퍼져나가 차체가 변형 및 파손되면서 운전자가 안전할 수 있도록 설계한다[4-6].
일반적으로 차체의 두께는 얼마까지 제작되는가? 물론 차체가 자동차의 외부를 감싸고 있기에 가장 먼저 충격을 받기는 하지만, 운전자의 안전을 위하여 충돌과 동시에 모든 충격이 차체로 퍼져나가 차체가 변형 및 파손되면서 운전자가 안전할 수 있도록 설계한다[4-6]. 일반적으로 차체의 두께는 제너럴모터스(GM)에서 ‘캐딜락 원’의 자동차 기종에서도 20 mm까지도 제작이 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 차체의 두께에 의한 영향을 최대한 고려하여서 5, 10, 15mm로 선택하여 단계적으로 분석하였다.
접촉 사고가 나는 가장 큰 이유는 무엇인가? 사람들이 자동차를 이용하면서 가장 많이 발생하는 것이 접촉 사고일 것이다. 이러한 사고가 나는 가장 큰 이유는 운전자의 부주의와 양보를 하지 않는 이기주의이다. 하지만 인적 원인뿐 아니라 기술의 발달로 인해 자동차의 속도가 증가되어 작은 부주의라도 큰 사고가 나기도 한다.
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참고문헌 (8)

  1. 김태훈, 권영신, "충돌형태에 따른 자동차 프레임 변형시 변형분석 및 차체 수리에 관한 실험적 연구", 산업안전학회지, 17권, 2호, pp. 22-31, 2002. 

  2. T. W. Kim, H. H. Kim, H. Y. Jeong, W. Jin, "A Stochastic Analysis on Frontal Crash Tests", 한국 자동차공학회 2007년 춘계학술대회 논문집, Vol. 4, pp. 1897-1901, 2007. 

  3. 손일선, 이정구, "자동차 충격흡수장치용 감쇠력 조정 전자제어장치 연구", 한국자동차공학회논문집, Vol. 16, No. 3, pp. 1-6, 2008. 

  4. 박용재, "Side Impact의 유형및 Side Impact에 대한 승용차의 Body 설계 소개", 한국자동차공학회 1985년 학술강연초록집(차체), pp. 21-32, 1985. 

  5. 김헌영, 최종길, 김정민, 이강욱, 여태정, "자동차 범퍼의 누적 평가", 한국자동차공학회논문집, Vol. 15, No. 3, pp. 29-34, 2007. 

  6. 박용석, 홍성철, "회전축을 따라 이동하는 강체의 동해석", 한국산학기술학회논문지, Vol. 11, No. 2, pp. 435-442, 2010. 

  7. K. Y. Ahn, B. J. Ryu,"A Modeling of Impact Dynamics and its Application to Impact Force Prediction", Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 19, No. 1[Special Edition], pp. 422-428, 2005. 

  8. 박인송, 김관희, 홍승준, "차대차 정면충돌시험을 통한 상호안전성 연구", 한국자동차공학회논문집, Vol. 15, No. 5, pp. 72-77, 2007. 

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