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문제 정의
- 특히, 기존의 철재 베리어와 롤링베리어에 대한 장점이 검토될 것이며, 이에 추가하여 회전제어판의 작동유무에 따른 탑승자위험도로부터 충격흡수 능력에 대한 비교가 수행될 것이다. 그리고 세이프티롤러의 감속기능을 향상시킬수 있도록 롤러의 회전을 어느 정도 제어할 수 있도록 설치된 회전제어판의 거동에 따른 탑승자 위험도를 평가하고자 한다. SB4 등급의 차량방호울타리로 설계조건을 가정하였으며 가드레일 설치에 따른 지반모델 고려하였다.
- 이 연구에서 적용한 세이프티롤러를 적용한 가드레일의 경우 세이프티롤러 설치에 따른 충돌차량의 충격흡수와 롤러의 회전에 의한 회귀 성능이 기존의 가드레일에 비하여 효과적임을 확인 하고자 한다. 특히, 기존의 철재 베리어와 롤링베리어에 대한 장점이 검토될 것이며, 이에 추가하여 회전제어판의 작동유무에 따른 탑승자위험도로부터 충격흡수 능력에 대한 비교가 수행될 것이다.
- 주판알처럼 많은 수의 고무제품으로 된 롤러를 장착한 것으로 위험 곡선구간, 램프구간 등에 설치되어 있다. 이 연구에서는 기존의 롤링베리어 보다 롤러의 크기를 높이고 충돌 후 롤러의 회전을 제어할 수 있는 회전제어판(rotation control plate)을 장착하여 자기차선으로의 회귀를 더욱 안정적으로 유도할 수 있는 신개념의 가드레일을 제안하고 그에 대한 동적성능을 평가하고자 한다. 회전롤러는 EVA(ethylene vinyl acetate:에틸렌-비닐 아세테이트), 회전을 제어할 수 있는 회전제어판은 PVC관의 소재로 많이 사용되는 PE(polyester: 폴리에스터)를 채택하였다.
가설 설정
- 그리고 세이프티롤러의 감속기능을 향상시킬수 있도록 롤러의 회전을 어느 정도 제어할 수 있도록 설치된 회전제어판의 거동에 따른 탑승자 위험도를 평가하고자 한다. SB4 등급의 차량방호울타리로 설계조건을 가정하였으며 가드레일 설치에 따른 지반모델 고려하였다. 또한, 세이프티롤러 가드레일의 구조적 적합성, 탑승자 위험도 및 충돌 후 차량의 궤적에 대한 안정성 평가를 위해 LS/DYNA-3D 프로그램에 의한 동적 비선형해석과 미국 텍사스교통연구소에서 개발된 TRAP에 의한 탑승자 위험도평가가 수행되었다.
- 지주와 튜브형태의 레일은 2차원 선형 Belytscho-Tsay Shell요소로 모델링 되었다. 각각의 파트들의 볼트연결점은 Nodal Rigid Joint Option을 사용하여 연결되어 파트간의 분리는 없는 것으로 가정하였다. 생성되어진 2m 모델을 연장하여 총 30m의 가드레일로 모델링하였다.
- 이 연구에서는 1.3톤 차량모델을 사용하였는데 차량모델의 Node수와 Element수는 Table 1과 같으며, 탑승자위험도 산정 시 1.3톤 차량의 충돌각 20°, 충돌속도는 80km/h(SB4 등급)로 가드레일의 1/3지점을 충돌점(impact point)로 가정하여 해석을 수행하였다.
- 이 연구에서는 Es=6N으로 정의하였으며 N=30, 포아슨비 μ는 0.25로 각각 가정하여 해석을 하였다.
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