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차 대 차 부분 정면충돌 시험의 MPDB compatibility 평가에 대한 연구
A Study on MPDB Compatibility Assessment of Car to Car Offset Frontal Impact Test 원문보기

자동차안전학회지 = Journal of Auto-Vehicle Safety Association, v.11 no.4, 2019년, pp.6 - 15  

선홍열 (GMTCK(General Motors Technical Center Korea)) ,  윤일성 (GMTCK(General Motors Technical Center Korea)) ,  김재수 (GMTCK(General Motors Technical Center Korea)) ,  이만수 (GMTCK(General Motors Technical Center Korea))

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Since introducing the offset frontal impact test in EuroNCAP in 1997, the vehicle has been constantly changing according to its usage and purpose. As of 2019, many vehicles have been released to the public, which has led to a large structural mass difference between small, medium and large vehicles....

주제어

표/그림 (23)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 2(a)의 PDB(Progressive Deformable Barrier)는 Fig. 2(b)와 같이 각기 다른 강성의 7개 허니콤 블록(Honeycomb block)의 결합으로 구성되어 있으며, 기존에 시행되는 고정 벽 부분 정면충돌 시험을 대체하기 위해 연구되었다. PDB 시험은 시험 전후 허니콤 블록의 변형량 평균값과 강성의 곱의 합으로 Compatibility를 평가하였다.
  • FIMCAR이후 여러 시험 기관과 자동차 제조사에서 Compatibility 연구가 진행되었지만, EuroNCAP은 ADAC 에서 제시한 시험 방법을 채택하였기 때문에, 본 논문은 ADAC의 MPDB compatibility 평가 방법을 분석하였다.
  • 본 논문은 MPDB 시험의 평가 중 Compatibility 평가에만 중점을 둔 것으로, 향후 논문에서는 본 논문에서 다루었던 것 이외의 부분에 대해 살펴볼 예정이다. 기존 고정 벽 부분 정면충돌 시험과 비교하여 차량 구조물과 인체모형 상해치 등 여러 부분을 분석할 것이며, 특히 THOR (Test device for Human Occupant Restraint) 인체모형에 대한 특성을 파악하여 MPDB 부분 정면충돌 시험의 인체모형 상해치 최적화에 관하여 연구할 것이다.
  • MPDB 부분 정면 충돌 시험은 시험에 사용되는 인체 모형과 여러 충돌시험 조건이 변경되었으며, 특히 충돌 차량의 안전뿐만 아니라 충돌되는 상대방 차량의 안전까지 고려한 Compatibility 평가를 도입하였다. 본 논문에서는 위에서 언급한 MPDB compatibility에 집중하여 연구하였고, 각 평가 항목들에 대한 분석을 진행하였다.
  • 본 논문은 차 대 차 부분 정면충돌 시험 시 차량의 구조나 인체모형의 상해치 보다 상대 차량 탑승자 보호에 대한 MPDB compatibility 평가를 중점적으로 연구하였다. 위에서 언급한 EEVC WG 15, FIMCAR, ADAC의 연구를 분석하고, MPDB compatibility 평가의 각 항목이 가지는 의미를 파악하였으며, 여러 충돌 시험을 통해서 평가 항목의 경향성도 살펴보았다.

가설 설정

  • 6과 같이 MPDB에서 차량 폭 45%를 평가 영역으로 설정하였고, 차량과 대차의 회전으로 인한 비현실적인 변형을 반영하여, MPDB측면 가장자리 200mm는 평가 영역에서 제외하였다. 또한, 대다수 차량의 전방 구조물이 충돌 시 지면에서 250mm-650mm 사이에 위치하기 때문에, 차량 전방 구조물의 over riding, under riding을 피하고자 평가 영역의 높이를 250 mm-650mm 사이로 정하였다. 이때 지면과 MPDB의 거리는 150mm이다.
  • 정면충돌 시작 시 승객에 대한 구속력은 거의 없으므로 OLC 모델에서 승객의 가속도는 0으로 가정하며, 탑승자와 차량의 상대적 거리가 65mm에 도달할 때까지(Area A1) 탑승자의 속도는 초기 속도로 Point 2까지 유지된다. 자유 운동 단계 후 탑승자가 이상적으로 구속되어 탑승자와 차량의 235mm 상대 변위에 (Area A2) 도달할 때 즉 Point 3까지 일정한 감속을 일으킨다고 가정하며, 이때 탑승자의 지속적인 감속의 기울기로 OLC 값을 정의한다.(7)
  • 13에 OLC의 개념도를 나타내었다. 정면충돌 시작 시 승객에 대한 구속력은 거의 없으므로 OLC 모델에서 승객의 가속도는 0으로 가정하며, 탑승자와 차량의 상대적 거리가 65mm에 도달할 때까지(Area A1) 탑승자의 속도는 초기 속도로 Point 2까지 유지된다. 자유 운동 단계 후 탑승자가 이상적으로 구속되어 탑승자와 차량의 235mm 상대 변위에 (Area A2) 도달할 때 즉 Point 3까지 일정한 감속을 일으킨다고 가정하며, 이때 탑승자의 지속적인 감속의 기울기로 OLC 값을 정의한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
부분 정면충돌 시험은 무엇인가? EuroNCAP(European New Car Assessment Program)은 위와 같은 차 대 차 충돌 사고에서 시중에 판매되는 차량의 안전성 향상을 위해 1997년부터 부분 정면충돌 시험에 대한 평가를 시작하였다. 이 시험은 각각 50km/h의 속도로 주행하는 동일한 중량의 두 차량의 충돌사고를 모사한 것으로, 평균 남성을 나타내는 정면충돌 인체모형 2개를 앞 좌석에 앉히고, 두 가지 어린이 인체모형은 뒷좌석의 어린이 안전장치를 이용해 앉혔으며, 64 km/h의 속도로 차량을 견인하여 고정된 변형 벽에 차량 폭의 40%를 겹쳐서 충돌 시험을 시행하였다. 이때 각 차량은 인체모형의 상해치와 여러 차량 구조물의 성능으로 평가되었다.
Homogeneity 평가, OLC 평가는 각각 차량의 무게와 어떤 연관성이 있나? 2) Compatibility 평가는 Homogeneity 평가, OLC 평가, Bottoming out 평가로 나뉘며, 본 논문에서는 이 평가에 대한 경향성을 분석하기 위해 7번의 실제 차량 충돌 시험을 진행하였다. Homogeneity는 차량의 무게와는 크게 상관이 없었지만, OLC는 대 차가 받는 에너지양에 비례하기 때문에 차량의 무게가 올라갈수록 증가하는 경향을 보였다.
MPDB 부분 정면 충돌 시험에 Compatibility 평가를 도입한 이유가 무엇인가? 1) EEVC WG 15에서 시작해 FIMCAR, ADAC 등 여러 기관에서 차 대 차 충돌에 관한 연구가 수년간 진행되었고, EuroNCAP은 2020년부터 기존 고정 벽 부분 충돌 시험을 MPDB 부분 정면충돌 시험으로 대체할 것이라고 발표하였다. MPDB 부분 정면 충돌 시험은 시험에 사용되는 인체 모형과 여러 충돌시험 조건이 변경되었으며, 특히 충돌 차량의 안전뿐만 아니라 충돌되는 상대방 차량의 안전까지 고려한 Compatibility 평가를 도입하였다. 본 논문에서는 위에서 언급한 MPDB compatibility에 집중하여 연구하였고, 각 평가 항목들에 대한 분석을 진행하였다.
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참고문헌 (7)

  1. EuroNCAP, "Offset-Deformable Barrier-ODB", https://www.euroncap.com/en/vehiclesafety/the-ratings-explained/ 

  2. Volker, Sandner, Andreas, Ratzek, ADAC e.V "MPDB-Mobile offset progressive deformable barrier". 

  3. Eberhard Faerber, Status of Research Work of EEVC WG 15, "Compatibility Between Cars". 

  4. Jeroen Uittenbogaard, Ton Versmissen, TNO, "FIMCAR WP 4 Moving Deformable Barrier". 

  5. ADAC, "MPDB excel spread sheet". 

  6. EuroNCAP, 2019, "MPDB FRONTAL IMPACT TESTING PROTOCOL". 

  7. Robert Szlosarek, "A simplied modeling app-roach of front car structures for a shortened design study". 

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