모듈타입 충격흡수장치를 위한 재료실험

Material Tests for Module Type Crash Cushion

형상이 일정하지 않은 구조에 충돌하는 차량의 탑승자 안전을 확보하기 위해서 그 구조물의 앞에 공간이 허용하는 한도의 깊이만큼 충격을 흡수하는 재료로 만든 모듈을 쌓아두는 방법을 생각할 수 있다. 충격흡수모듈로 사용되기 위해서는 재료가 충분한 에너지 흡수능력을 가져야 하고 동시에 탑승자의 안전을 확보할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 에너지 흡수능력과 더불어 탑승자의 안전을 보장하기 위하여 충격흡수재료가 가져야 할 조건을 설명하고 auard-Guard 시스템 모듈, 샌드백, 재활용 타이어, 지오컨테이너, 지오셀 그리고 EPS 블록에 대한 정적압축실험을 실시하여 그 결과를 분석하였다. 이로부터 $30kg/m^{3}$의 밀도를 갖는 EPS 블록이 쿠션모듈로 사용되기 적합한 재료임을 보였다. 한편 시속 35.6km/h까지의 충돌조건으로 Drop Test를 실시하여 EPS블록의 정적특성과 동적특성간 큰 차이가 없음을 보여 주었으며 쿠션모듈로서의 성질을 개선시키기 위한 방안으로 EPS 블록에 공극을 두는 방안을 제안하고 공극이 있는 EPS블록에 대하여 Drop Test를 실시하여 EPS 블록을 이용한 충격흡수시설의 설계에 필요한 재료적 특성치를 제시하였다.

One way to shield an atypical structure to secure the occupant safety of an impact vehicle is to stack energy absorbing material modules around the structure. To be applicable to a cushion module, material must have enough energy absorbing capabilities while satisfying the safety requirements of the vehicle occupant. Static compression test of the potential materials gives a good indication which material is good for a slacking module. This paper presents the mechanical properties that a cushion material must have to satisfy the safety requirements. Static tests are performed for Quard-Guard system module, sand bag, recycled tires, Geo-Container, Geo-Cell and Expanded Polystyren (EPS) Blocks. Static test results are discussed and EPS block of $30kg/m^{3}$ density showed good potential for a cushion module. To check the dynamic effect of EPS block, drop tests have been made up to 35.6km/h impact speed. Drop test results are compared with static test results and no appreciable difference was found. To improve the EPS module property, making holes to the block is suggested and drop test are performed for the modified blocks. From the drop test results, design values are suggested.