후방추돌시 백세트 변화에 따른 인체모형의 목상해에 관한 예측 연구

A Predictive Study on Backset Variation on the Neck Injury of Human Model during Rear-end Collision

Abstract

최근 자동차 교통량의 증가로 인해 차량 추돌사고가 급증하여 이에 따른 승객의 목상해가 증가해왔으며, 이를 방지하기 위한 자동차 시트의 설계적인 주안점을 고려하여 컴퓨터 시뮬레이션 기술을 확대 이용한 자동차충돌 해석연구가 활발히 진행되고 있다 본 연구에서는 인체모형 BioRID II 더미를 이용한 차량승객거동해석을 위한 MADYMO 프로그램을 사용하여 차량속도 16 km/h 운전조건의 후방추돌시 시트의 착좌자세인 백세트의 변화에 따른 승객의 목상해를 예측하였다. 그 결과로, 백세트가 짧을수록 접촉시작시간은 단축되지만 접촉완료시간은 거의 동일함을 알 수 있었고, T1 가속도는 백세트가 넓을수록 가속도는 증가함을 나타냈다. 또한 백세트가 넓을수록 인장력은 증가하고, 머리가 머리지대에 닿는 순간의 속도가 빨라짐으로써 목상해지수(NIC)는 증가함을 보였다.

Recently, due to the increase in the traffic volume of vehicle, the collision of the vehicle collision has been increased so that the neck injuries of the passengers has been increased. In order to prevent this, vehicle collision analysis research using computer simulation has been actively carried out in consideration of the design point of car seat. In this study, I used the MADYMO program for analyzing the passenger behavior using a BioRID II dummy, and predicted the neck injuries of passengers according to the change of the backset at the rearward collision of the driving speed of 16km/h. As a result, it was found that the shorter the backset, the shorter the contact start time but the contact completion time was almost the same and the T1 acceleration showed that the acceleration increased with the backset. In addition, the tensile strength increases as the backset increases, and NIC (Neck Injury Criterion) increases as the head speed reaches the headrest.

그림 1. HRMD와 hip-point 장치 Fig. 1. HRMD and hip-point machine

그림 2. 머리지지대 측정장치 Fig. 2. Head restraint measurement with HRMD

그림 3. IIHS 슬레드시험과 시뮬레이션의 가속도 특성 Fig. 3. Acceleration characteristics of IIHS sled test and simulation

그림 4. 목상부 최대전단력과 최대인장력을 이용한 평가 Fig. 4. Evaluation using maximum tensile force and maximum shearing force in upper neck

그림 5. MADYMO의 시트모델 Fig. 5. Seat model in MADYMO

그림 6. MADYMO 작업창 Fig. 6. Workspace of MADYMO

그림 7. 시트의 설계변수 Fig. 7. Design variables of seat

그림 8. 시험과 시뮬레이션의 영상 비교 Fig. 8. Comparison of simulation with test video

그림 9. 시험과 시뮬레이션의 T1 가속도 비교 Fig. 9. T1 acceleration comparison of test and simulation

그림 10. 백세트에 따른 머리지지대 접촉 특성 Fig. 10. Headrest contact characteristics on backset

그림 11. 백세트에 따른 T1 가속도 특성 Fig. 11. T1 acceleration characteristics on backset

그림 12. 백세트에 따른 전단력 및 인장력 특성 Fig. 12. Shearing & tensile force characteristics on backset

그림 13. 백세트에 따른 NIC 특성 Fig. 13. NIC characteristics on backset

표 1. 시뮬레이션의 착좌조건 Table 1. Seating conditions for Simulation

표 2.백세트에 따른 특성인자의 결과 Table 2. Characteristic parameter results according to backset