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[국내논문] 도어 충격봉의 형상에 따른 구조 안전 해석
Structural Safety Analysis According to the Shape of Door Impact Bar 원문보기

한국생산제조시스템학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.21 no.1, 2012년, pp.21 - 25  

한문식 (계명대학교 기계자동차공학과) ,  조재웅 (공주대학교 기계자동차공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the safest model can be selected by the simulation result of structural safety analysis according to the shape of impact bar affected at side door of automobile. The open sectional model of semicircle type has the lowest deformation and stress among 4 kinds of models. As the weight of...

Keyword

#도어충격봉   #옆문   #개단면   #반원형   #모자형   #전변형량   #폰미세스 등가응력  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이에 따라 자동차 제작사 에서는 측면 충돌 시의 승객 안전성을 높이고 도어에 해당되는 각종 규제를 만족하기 위해서 도어 내부에 도어 충격 봉을 이용하여 강성 및 강도와 충격흡수율을 확보하고 있다(5~8). 본 연구에서는 해석프로그램인 ANSYS를 활용한 차량의 옆문에 전달되는 충격봉의 형상에 따른 구조 안전 해석을 수행하여 어떠한 형상이 제일 적절한지를 파악하고자 하였다(9).
  • 본 연구에서는 측면 충돌에서 영향을 주는 도어 외판구조, 특히 충격봉의 형상에 따른 각종 단면의 특성 도출에 주안점을 두었다. 충격봉은 도어 내부에 장착되는 부품이기 때문에 단면의 폭이 제한을 받게 된다.
  • 충격봉은 도어 내부에 장착되는 부품이기 때문에 단면의 폭이 제한을 받게 된다. 본 논문에서는 모델의 폭을 20mm로 기준 하였으며, 원형, 반원형, 모자형, 개단면, 정사각형 등의 총 4가지 모델을 대상으로 충돌 해석을 수행하여 단면 형상별로 상대적인 충격량 및 변형량을 비교하고자 하였다. 각각의 단면은 반원형을 제외한 동일한 중량을 갖고 있으며, 반원형은 다른 모델들에 비해서 30%정도 가벼우며, 반원형의 중량을 제외한 나머지는 같은 하중 및 경계조건이 되도록 수행하였다.
  • 본 연구를 통하여 차량의 옆문인 도어에 전달되는 충격봉의 형상에 따른 구조 안전 해석을 수행하여 어떠한 형상이 제일 안전한가를 파악하였다. 각각의 4가지 모델들을 시뮬레이션 해석하여 본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
사고를 회피하기 위한 안전장치는 무엇이 있는가? 따라서 최근의 자동차 개발은 차량의 기본적인 성능은 물론 배기가스 저감이나 소음, 안전성에 대한 관심이 집중되고 있다. 사고를 회피하기 위한 안전장치 ABS(Anti lock Breaking System), TCS(Traction Control System) 등과 사고 시 인체의 상해를 경감하기 위한 승객 보호 장구(에어백, 안전벨트)의 발전과 더불어서 차체자체의 에너지 흡수성을 높여 승객의 안전을 확보하는 연구가 광범위하게 진행되고 있다. 충돌사고 시에는 인체의 상해를 경감시키는데 안전벨트나 에어백 등이 중요한 역할을 담당하고 있으나 측면 충돌 등에는 취약한 것이 현실이다.
측면 충돌이 전면 충돌보다 사망자가 높은 이유는? 또한 측면 에어백의 경우는 아직 그 효과에 대한 신뢰성이나 기술적인 측면도 많이 부족하며, 광범위하게 보급되어 있지도 않다. 측면 충돌이 전면 충돌에 비해서 협소한 생존 공간으로 인해 사망자의 비율이 다른 충돌에 비해서 높은 것으로 알려져 있다. 따라서 승객에게 위험한 것이 현실이기 때문에 안전대책을 세우기 위해서는 근본적으로 외부의 충격에 대해서 충분한 강성을 가지고 충격량을 효과적으로 흡수하여, 측면 충돌 시 외부로부터 밀려오는 변형을 효과적으로 막을 수 있는 차량의 측면에 대한 보강이 필요하다.
충돌체 실험 시 반원형 충격봉의 충격 하중에서 vonMises 응력 확인 시 충격봉의 공정부 끝단의 von-Mises 응력은? 8은 반원형 충격봉의 충격 하중에 대하여 모델의 vonMises 응력을 나타낸 것이다. 충격봉의 고정부의 끝단에 최대응력인 2.7279×105Pa 정도의 von-Mises 응력이 생겼다. 네 가지 모델 중 가장 작은 최대 응력값이 나온 것을 알 수 있다.
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참고문헌 (9)

  1. Lee, H. W., Jang, S. K., and Lee, K. Y., 1993, "Bending Deformation Characteristics of Door Impact Bars with Various Sectional Shapes," Workshop Proceeding of KSME, pp. 16-23. 

  2. Shin, H. W., and Yang, S. H., 1998, "The Analysis of the Side Door Strength of Sports Utility Vehicle," Autumn Conference Proceeding of KSME, Vol. 2, pp. 1070-1075. 

  3. Kim, M. H., Cho, S. S., and Ha, S. K., 1999, "Design and Structural Analysis of Aluminum Bumper for Automobile," Transactions of the KSAE, Vol. 7, No. 4, pp. 217-227. 

  4. Cho, J. U., and Han, M. S., 2010, "Structural Analysis on Door Hinge of Car," Journal of the KSMPE, Vol. 9, No. 2, pp. 33-39. 

  5. Kim, K. Y., and Cho, C., 1997, "Stress Analysis of Bolted Joint by the Finite Element Method," 1997 Fall Conference Proceeding of KSAE, Vol. 2, pp. 1025-1030. 

  6. Cho, J. U., and Han, M. S., 2007, "Study on the Dynamic fracture of Rod Impacting on Plate at High Speed," Transactions of the KSMTE, Vol. 16, No. 4, pp. 108-112. 

  7. Kim, M. G., Chung, K. H., and Park, C. W., 2004, "Analysis of Structure and Endurance for Cylinder-type Door Closer," Transactions of the KSMTE, Vol. 13, No. 3, pp. 91-97. 

  8. Lee, J. S., and Son, E. C., 2006, "Behavior Analysis of Elevator Door," 2006 Fall Conference Proceeding of KSMTE, pp. 357-361. 

  9. Swanson, J., 2010, ANSYS 12.0, ANSYS Inc. 

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