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[국내논문] 헤드레스트의 형상에 따른 충돌 및 피로해석을 통한 안전성 연구
A Safety Study Using Impact and Fatigue Analyses According to Headrest Shape 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.17 no.3, 2018년, pp.39 - 44  

한문식 (계명대학교 기계자동차공학과) ,  조재웅 (공주대학교 기계자동차공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The automotive headrest is intended to provide comfort, safety, convenience and durability to a vehicle's passengers and driver. In this study, impact and fatigue analyses were carried out for three headrest shape models-A, B and C. These models have the same material properties and the same force w...

Keyword

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제안 방법

  • 실제 물품을 가지고 시험하기 위해서 많은 시간과 비용이 필요하기 때문에 초기 설계단계에서 컴퓨터 해석프로그램을 이용하여 설계를 보완한 뒤 실제 실험을 할 경우 시간과 비용을 줄일 수 있다[6~8]. 본 연구에서는 헤드레스트에 머리와 같은 물체가 큰 힘으로 충돌하였을 경우를 가정한 충돌해석과 큰 힘이 아닌 작은 힘으로 계속 해서 힘을 가했을 때의 피로해석을 로 모델 CATIA링 하고, ANSYS로 해석을 수행하였다[9~11].
  • 본 연구에서 사용된 자동차 헤드레스트는 실제와 같은 크기로 3D 모델링을 하였다. 3D 모델링 프로그램은 CATIA를 사용하였으며 헤드레스트의 구조는 Fig.
  • 사람이 자동차에 앉을 때 또는 사고가 났을 경우 머리를 통하여 헤드레스트의 뒤쪽 에 힘이 가해지게 된다. 따라서 헤드레스트에 사람의 머리가 닿는 부분을 선택하고 수직하게 힘을 가하였다. 그러므로 Pressure항목을 추가시키고 수직 , 방향으로 5MPa의 Pressure을 가하였다.
  • 그러므로 Pressure항목을 추가시키고 수직 , 방향으로 5MPa의 Pressure을 가하였다. 힘을 받는 면은 헤드레스트의 전체가 아닌 헤드레스트가 머리와 접촉하는 면만 적용했다. Fig.
  • 따라서 헤드레스트에 사람의 머리가 닿는 부분을 선택하고 수직하게 힘을 가하였다. 그러므로 Pressure항목을 추가시키고 수직 , 방향으로 5MPa의 Pressure을 가하였다. 힘을 받는 면은 헤드레스트의 전체가 아닌 헤드레스트가 머리와 접촉하는 면만 적용했다.
  • 검토할 결과에 대한 항목을 삽입하기 위해 Solution 탭을 선택하고 Equivalent Stress Total 와 Deformation 항목을 삽입한 뒤 해석을 실행하였다. 최대등가응력의 경우에서 헤드레스트의 프레임 부분과 헤드 부분의 연결부위에서 가장 크게 나타났다.

대상 데이터

  • 본 연구에서는 임의로 자동차 헤드레스트를 실제 형상과 비슷하게 CATIA V5를 사용하여 모델링했다. 그 후에 .

데이터처리

  • 본 연구에서 사용된 자동차 헤드레스트는 실제와 같은 크기로 3D 모델링을 하였다. 3D 모델링 프로그램은 CATIA를 사용하였으며 헤드레스트의 구조는 Fig. 1과 같다
  • 그 후에 . ANSYS 14.0을 사용하여 각각의 모델들을 일반 충돌해석과 피로해석을 수행하였다. 본.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자동차 헤드레스트 충돌해석 결과 가장 많은 변형이 생기는 부분은 어디인가? 1. 충돌해석 결과 모델 A, B, C가 모두 같은 충격을 받게 된다면 가장 많은 변형이 생기는 부분은 전체 헤드레스트 부분에서 사람 머리가 닿는 부분인 헤드레스트의 위쪽이다 또한 헤드레스트의 몸통부분과 자동차 시트와 연결되는 다리 부분의 연결부위에서 가장 큰 부하가 생기는 것을 확인하였다.
헤드레스트는 무엇인가? 이와 같은 이유로 자동차 교통사고로 인한 사망자와 부상자를 줄이기 위해 많은 연구와 시험 개발 등이 활발하게 이루어지고 있다[2] . 헤드레스트란 시트의 머리 받침으로 충돌 사고 시 순간적으로 목이 뒤로 꺾여 목뼈가 손상되는 것을 미리 방지해 주기 위한 일종의 안전장치를 말한다. 자동차의 종류와 특징 .
자동차 헤드레스트는 어떤 경우 힘이 가해지는가? 2와 같이 헤드레스트의 프레임 부분에 FIxed Support로서 고정시켰다. 사람이 자동차에 앉을 때 또는 사고가 났을 경우 머리를 통하여 헤드레스트의 뒤쪽 에 힘이 가해지게 된다. 따라서 헤드레스트에 사람의 머리가 닿는 부분을 선택하고 수직하게 힘을 가하였다.
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참고문헌 (11)

  1. Cho, J. U., Min, B. S. and Han, M. S., "Basic Study on Impact Analysis of Automobile," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 8, No. 1, pp. 64-70, 2009. 

  2. Kim, D. E., Kim, J. H. and Kang, M. C., "Test and Evaluation based on Standard Regulation of USA Federal Automotive Safety of Assistant Driver"s Seat Airbag at Low Risk Deployment Passenger Airbag using Passenger Protection Wrap," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 15, No. 1, pp. 61-67, 2016. 

  3. Park, D. H. and Kwon, H. H., "Development of Automotive Seat Rail Parts for Improving Shape Fixability of Ultra High Strength Steel of 980MPa," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 15, No. 5, pp. 137-144, 2016. 

  4. Han, M. S. and Cho, J. U., "Structural and Fatigue Analysis on Shock Absorber Mount of Automobile," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 11, No. 1, pp. 125-133, 2012. 

  5. Han, M. S. and Cho, J. U., "A Study on Durability of Under Bar at Car through Structural and Fatigue Analysis," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 14, No. 2, pp. 44-50, 2015. 

  6. Ye, S. D. and Min, B. H., "Development of the Injection Molded Ball Seat for Automobile Suspension," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 10, No. 4, pp. 50-56, 2011. 

  7. Han, M. S. and Cho, J. U., "Structural Safety Analysis on Bicycle Suspension Seat Post," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 11, No. 4, pp. 72-81, 2012. 

  8. Han, M. S. and Cho, J. U., "Structural Analysis on Flange Coupling due to Change of Bolt Numbers," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 12, No. 5, pp. 57-66, 2012. 

  9. Lee, H. Y., Lim, J. Y. and Bom, H. T., "A Study on the Structural Analysis of Car Seat Frame," Annual Conference of KSAE, Vol. 2, pp. 170-176, 1997. 

  10. Hwang, S. H., Lee, K. N., Park, S. D. and Pyun, J. K., "Driving Adaptive control System Development for Air-Bladder Seat," Journal of the Korea Society of Automotive Engineers, Vol. 4, pp. 2237-2244, 2007. 

  11. Han, M. S. and Cho, J. U., "A Study on the Durability due to Fork Shape of Excavator Bucket," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 17, No. 2, pp. 54-59, 2018. 

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