• Composites Research
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• 제31권1호
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• pp.37-41
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• 2018

본 연구에서는 IIHS기준 범퍼 충돌해석을 통하여, 구간 조합 복합 범퍼 빔의 특성 분석하였다. 충돌 시 범퍼 빔의 5개 영역에서 지배적인 하중 유형에 대한 정보를 얻기 위해 Al 범퍼 빔에 대한 IIHS 범퍼 충돌 해석이 진행되었다. 또한, 항공우주 분야에서 빈번히 사용되는 5가지 적층순서 중, 인장 및 압축하중에 가장 효과적인 적층순서가 복합재료 쿠폰 해석을 통해 결정되었다. 이와 더불어, 결정된 두가지 복합재료의 적층순서를 적용한 복합재료 빔에 대해 3점 굽힘 해석이 수행되었다. 마지막으로, IIHS 범퍼 충돌 해석을 진행하여 구간 조합으로 이루어진 복합재료 범퍼 빔을 다른 유형의 복합 범퍼 빔과 비교하였다. 제안된 구간조합 복합재료 범퍼 빔은 단일 적층순서로 이루어진 복합재료 범퍼 빔에 비해 우수한 충돌 특성을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.78-84
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• 2017

최근 자동차 업계는 연비향상 및 안전성 강화를 위해 경량 신소재를 적용하여 부품의 경량화를 추구하고 있다. 이를 위해 차체 부품 소재로서 고장력강판의 적용 비중이 50%를 넘고 있는 실정이다. 이에, 본 논문에서는 범퍼빔 부품의 소재로 고장력강판 적용을 위한 기초 연구로서 소재 및 두께 변경에 따른 범퍼빔의 구조강성과 에너지 흡수능력을 해석적 방법으로 비교 평가하였다. 우선 고장력강판을 범퍼빔에 적용하기 위해 기존의 범퍼빔 단면형상과는 다른 타입의 범퍼빔 단면형상을 설계하였으며, 굽힘해석을 통해 설계된 범퍼빔이 충분한 구조성능, 즉, 구조강성과 굽힘하중력을 가지고 있는지 조사하였다. 중앙접합부의 형상에 따라 굽힘에 대한 구조성능은 현저한 차이가 관찰되지는 않았으며, 25ton, 7.5ton/mm내외의 충분한 굽힘저항력과 강성을 가지고 있는 것으로 조사된다. 또한, 충돌해석을 통해 소재 및 두께를 변경하였을 경우의 효과를 비교평가하였다. 해석결과 고장력강판을 범퍼빔에 적용하기 위해서는 두께를 줄임으로써 기존소재에 버금가는 에너지흡수성능을 구현할 수 있으며, 동시에 뚜렷한 경량화를 이룰 수 있을 것으로 판단된다. 본 기초연구를 토대로 고장력강판 범퍼빔의 구조성능 개선을 위한 향후 연구방향에 대해 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1122-1127
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• 2011

자동차 범퍼는 충돌 시 차량 충격 에너지를 흡수하여 차체를 보호하는 중요한 부품이다. 따라서 자동차 범퍼 설계의 초기 단계에서 범퍼 충돌 성능을 만족하는 범퍼 빔의 단면을 결정하는 것은 매우 중요한 요구 조건이다. 본 논문에서는 고정벽 충돌 대응용 자동차 범퍼 빔의 최적 단면 계산을 위하여 중간매개반응표면모델을 사용하였다. 자동차 범퍼 충돌 해석의 결과로 나오는 비선형성이 강한 충격력 대 범퍼 빔의 변위 결과 그래프를 중간매개반응표면모델을 사용하여 정도가 확보된 근사화된 그래프를 만들어서 범퍼 충돌 시의 범퍼 빔의 변형 결과를 구하게 된다. 본 연구의 방법을 이용하면 3차원 비선형 유한요소해석에서 요구되어지는 방대한 해석 시간을 획기적으로 줄일 수 있게 된다. 본 중간매개반응표면모델을 이용한 범퍼 빔의 변형 결과는 3차원 유한요소해석 결과와 비교하여 그 결과 정도의 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1552-1558
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• 2011

본 논문에서는 알루미늄 폼을 사용한 자동차 범퍼 빔을 설계하고 충돌해석을 수행하였다. 해석모델은 B형 단면 구조를 갖는 실제 크기의 범퍼 빔이다. 저속 정면충돌 시 알루미늄 범퍼 빔의 변형량 및 내부 에너지 거동을 예측할 수 있는 ANSYS AUTODYN을 이용하였다. 7075-T6 알루미늄 합금을 사용하여 철강 재질의 빔보다 55 %의 중량 감소를 얻을 수 있었으며 알루미늄 폼을 사용한 범퍼 빔의 변형량은 철강 빔과 비슷하지만 충돌에너지의 감소가 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 또한, 알루미늄 폼의 완충보다는 50 % 충진 시 충돌에너지 흡수가 더 좋았다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.228-234
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• 2002

The CO$_2$ laser beam irradiation strengthening of 35kgf/mm$_2$ grade steel sheet is investigated to reduce the weight of bumper beam. The increase of tensile strength is dominated by the number of fully penetrated melting lines. The optimal laser irradiation pattern is obtained by 3-point bending test of hat-type specimens. Laser should be irradiated not only on the center specimen densely in the width direction, but also on the edge densely in the longitudinal direction. Local laser strengthening may be effective for the weight reduction of automobile bumper beam.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.326-330
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• 2007

Bumper back beam is one of the essential structural components of front-end module. It should be designed to withstand a minor bump in low-speed collision, 2.5 mph crash test for example. And weight reduction is always important problem in the design of almost all the parts in car for energy saving. So, the key issues in shape design of a bumper are weight reduction and the performance in 2.5mph crash test. In this study, a light weight and high performance bumper back beam model was developed using analytical approach based on mechanics and FE simulation together.

• 기계와재료
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• 제15권3호통권57호
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• pp.90-97
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• 2003

• 한국레이저가공학회:학술대회논문집
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• 한국레이저가공학회 2002년도 추계학술발표대회 논문개요집
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• pp.31-36
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• 2002

• 한국정밀공학회지
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• 제20권7호
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• pp.163-170
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• 2003

The back beam for a automotive bumper was roll formed to improve performance, reduce weight and save cost. For the back beams produced by conventional stamping and roll forming, the crashworthiness analyses were carried out by numerical simulation and real impact test. The characteristic properties and applicability of the roll formed back beam are discussed from the results of the analyses.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.968-972
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• 2007

자동차 범퍼시스템은 자동차의 외형을 결정할 뿐만 아니라 충격으로부터 차체와 보행자를 보호하는 중요한 역할을 수행한다. 본 연구에서는 범퍼시스템을 해석하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션이나 충격테스트에 의존하지 않고 효과적으로 범퍼시스템을 설계하기 위한 설계기술을 개발하였다. 이를 위해서 차체를 외부 충격으로부터 보호하기 위해 충분한 강도 및 강성을 확보해야 한다는 것과 동시에 충돌 시 보행자 보호를 위해 충분한 연성을 확보해야 하는 조건을 만족시킬 수 있는 빔의 단면과 폼의 두께 또는 물성을 결정해야 한다. 본 연구에서는 설계자가 설계 초기단계에서 위의 제약 조건들을 만족하는 최적의 범퍼구조를 신속하게 결정할 수 있는 신뢰성 있는 설계기술을 개발하였다.