• 대한토목학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.399-407
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• 2022

도로안전시설 설치 및 관리 지침 차량방호 안전시설 편에서 충격흡수시설은 실물충돌시험을 통해 성능 기준을 만족하는 제품만을 현장에 설치하도록 하고 있다. 그러나 기존의 설치된 충격흡수시설의 경우 설치 환경에 따라 방호해야할 구조물과의 폭 차이로 인하여 방호성능을 발휘하지 못하는 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 환경에 적용하기 위하여 높이 150 mm의 W형 가드레일을 200 mm 간격으로 4단 배치하는 충격흡수시설을 LS-DYNA 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 개발하고 실물충돌시험을 통하여 성능 기준을 검증하였다. 시뮬레이션을 통해 개발한 충격흡수시설이 CC2등급의 성능 기준을 만족한다는 것을 실물충돌시험으로 확인하였고 시뮬레이션 결과와 실물충돌시험 결과를 비교 분석하여 충돌 시뮬레이션의 결과가 유의미하다는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.3013-3022
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• 2013

SMART Highway 종방향 배리어 상위등급 SB5-B 대형차 충돌조건을 만족하면서 120km/h의 소형차충돌속도를 130km/h로 상향시킬 수 있는 가능성이 조사되었다. 실물 충돌시험의 결과에 Calibrate된 입력 변수를 적용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 120km/h 소형차 충돌속도에 대한 차량의 종방향(longitudinal)과 횡방향(transverse) 속도변화가 THIV 한계를 만족시킬 수 있도록 다양한 배리어 모델이 개선되었고 이 과정을 통해 결정된 배리어 모델이 SB5-B 실물충돌시험을 통과하였다. 통과된 배리어 모델 slip block-out 날개의 각도를 변화시키면서 120km/h 소형차 충돌속도의 상향가능성을 유한요소해석(FEA)을 통하여 조사하고 실물차량 충돌시험을 수행하였다. 소형차충돌속도 130km/h에 대한 표준시험 여건이 갖추어 진다면 소형차 충돌속도 130km/h로 상향시킬 수 있는 가능성이 높은 것으로 조사되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2D호
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• pp.163-170
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• 2008

본 연구에서는 한국도로공사 도로교통기술원에서 수행한 충격흡수시설의 충돌시험 결과 데이터를 분석하여 충격흡수시설 설계법 개발을 위한 유용한 결과를 얻고자 하였다. 분석에 사용된 CC1등급 충격흡수시설 10회, CC2등급 충격흡수시설 24회 총34회의 충돌시험 결과데이터들을 이용하여 국내 지침에 따라 탑승자 충돌속도(THIV)와 탑승자 가속도(PHD)를 계산하였고 총34회의 충돌시험데이터에서 Y축 가속도와 Yaw 각속도를 무시하고 X축 가속도 충돌시험데이터만을 이용해 탑승자 충돌속도(THIV)와 탑승자 가속도(PHD)를 계산하였다. 비교분석 결과 충격흡수시설의 탑승자 안전도가 오차율 2% 미만으로 나타나 X축 가속도 충돌시험데이터만을 이용한 탑승자 안전도 계산의 유효성이 증명되었다. 충돌시험 데이터 중 X축 가속도를 적분하여 얻은 흡수에너지와 초기 충돌차량의 충돌에너지를 비교분석한 결과, 거의 정확히 일치하여 X축 가속도만을 사용한 충격흡수시설의 충돌거동 분석이 가능하였다. 본 논문에서는 충격흡수시설의 실물차량 충돌시험데이터를 이용해 탑승자의 안전도 및 충돌거동을 분석함으로써 일차원을 적용한 충격흡수시설의 설계법 개발의 근간을 마련하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.171-176
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• 2016

본 논문은 도로안전시설물의 공용중 부식 발생으로 인한 기능 손실을 줄일 수 있는 방안으로 고내식성 용융합금도금 강판을 적용한 도로안전시설물을 제안한다. 고내식성 용융합금도금강판을 적용한 도로안전시설물 제품에 대한 신뢰성 있는 충돌성능 평가 기초자료를 제공할 목적으로 고내식강이 적용된 교량난간 제품에 대한 충돌 시뮬레이션 및 실물 차량 충돌시험 연구를 수행한다. 시뮬레이션 및 실차충돌 시험 결과, 변형률 속도 의존성을 고려할 수 있는 정교한 동특성 재료모델을 도입한 충돌 시뮬레이션을 통해 얻어지는 충돌 거동과 실물 차량 충돌 시험 결과가 매우 유사한 것으로 도출되었다. 본 논문에서 제안된 고내식성 용융합금도금 강판을 적용한 교량난간은 실물 차량 충돌 시험의 충돌성능 평가 기준을 모두 충족시켜 현장 적용을 앞두고 있다.

• 대한교통학회지
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• 제20권2호
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• pp.117-124
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• 2002

새로 개발한 철재 교량용 방호울타리는 기존 시설에 비해 충격흡수기능과 조망권 확보, 융설작업, 유지보수가 용이하도록 설계되었다. 본 연구는 새로 개발한 철재 교량용 방호울타리를 건설교통부의 $\ulcorner$도로안전시설 설치 및 관리지침 - 교량용 방호울타리 편. 1999$\lrcorner$ 의 설계기준에 따라 기존 고속도로에 사용하고 있는 F형 콘크리트 교량용 방호울타리와 성능비교를 통해 평가하고자 하였다. 비교평가는 S2급 교량용 방호울타리의 시험기준으로 실시하였으며 결과는 다음과 같이 나타났다. 첫째, 소형승용차를 대상으로 한 운전자의 안전도 평가에서는 두가지 시설 모두 강도성능, 충돌 후 차량 안전성능 구성 부재 비산 억제 성능 등 세 가지 기준을 만족하였으나, 가속도 기준에 있어서는 철재 교량용 방호울타리는 기준인 20g 이하인 18.2605g로 나타나 안전기준을 만족하였고, F형 콘크리트 교량용 방호울타리는 20.1791g로 나타나 기준을 약간 상회하는 것으로 나타났으나 안전기준의 범위에 있는 것으로 평가하였다. 둘째. 대형차량을 대상으로 한 방호울타리의 구조적 안정성 평가에 있어서는 F형과 철재 교량용 방호울타리 모두 평가기준에 적합한 것으로 나타났다. 새로 개발한 철재 교량용 방호울타리는 국내 최초로 모의충돌시험과 실물차량 충돌시험을 통해 개발하였다는 의의를 가지고 있으며 성능측면에서도 기존의 시설에 비해 충분히 안전하다는 것을 증명하였다. 그러나 측정시설의 미비로 충돌후의 차량의 이탈속도나 이탈각도에 대하여 만족할 만한 수준의 결과를 제시하지는 못하였다.

• 도로교통
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• 통권95호
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• pp.40-51
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• 2004

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.343-349
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• 2013

항공기 연료셀은 추락 상황에서 승무원의 생존성과 직결되는 중요 구성품으로 회전익 항공기에 적용되고 있는 내충격성 연료셀은 추락시 승무원의 생존성 향상에 큰 역할을 하고 있다. 미육군은 항공기가 처할수 있는 다양한 상황에서 연료셀이 제 기능을 발휘할 수 있도록 1960년대 초부터 MIL-DTL-27422 이라는 연료셀 개발규격을 제정하여 현재까지 적용해 오고 있다. 해당 개발규격에 규정된 시험 중에서 충돌충격시험은 연료셀의 내충격 성능을 검증하는 시험으로써, 해당 시험을 통과하는 연료셀은 생존가능 충돌환경에서 화재가 발생하지 않아 승무원의 생존성이 대폭 향상될 수 있음을 의미한다. 그러나 충돌충격시험은 작용하는 하중 수준이 너무 높기 때문에 실패 위험성이 가장 큰 시험이기도 하다. 연료셀이 해당 시험을 통과하지 못하는 경우에는 재시험을 위한 비용과 준비기간이 상당히 소요되어 항공기 개발일정에 심각한 지장을 초래할 가능성도 높다. 따라서, 연료셀 설계 초기부터 내충격성능 만족여부에 대한 예측을 위해 충돌충격시험의 수치해석을 통한 실물시험에서의 실패 가능성을 최소화해야 한다는 필요성이 제기되어 왔다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 LS-DYNA에서 지원하는 유체-구조 연성해석 방법인 SPH 방법을 사용하여 연료셀 충돌충격시험 수치 모사를 수행하였다. 수치해석 조건으로 MIL-DTL-27422에서 요구하는 시험조건을 고려하였고, 실물 연료셀의 시편시험을 통해 확보한 물성데이타를 해석에 반영하였다. 그 결과로 연료셀 자체의 응력수준을 평가하고 취약부위에 대한 고찰을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.3736-3741
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• 2015

연료탱크 충돌충격시험은 연료탱크의 내충격 성능을 검증하는 시험으로, 충돌충격시험을 통과한 연료탱크는 생존가능 충돌환경에서 화재가 발생하지 않아 승무원의 생존성이 대폭 향상될 수 있음을 의미한다. 그러나, 충돌충격시험은 높은 충격하중 때문에 실패 위험성이 큰 시험이다. 만약, 충돌충격시험을 실패할 경우에는 설계보완 및 시편 재제작 등으로 재시험 준비 기간이 상당히 소요되어 항공기 개발일정에 상당한 지장을 초래하게 된다. 따라서, 연료탱크 설계 초기에 충돌충격시험에 대한 수치해석을 수행함으로써 실물시험에서의 실패 가능성을 최소화하는 노력이 필요하다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 LS-DYNA에서 지원하는 입자법을 사용하여 Phase I 인증시험의 연료탱크 충돌충격시험 수치모사를 수행하였다. 수치해석 조건으로 미군사규격(MIL-DTL-27422)에서 요구하는 시험조건을 반영하였고, 실물 연료탱크 소재의 시편시험을 통해 확보한 물성 데이타를 수치 해석에 적용하였다. 그 결과로 연료탱크 소재와 중첩부위, 피팅 부위에 작용하는 충격하중을 분석함으로써, 연료탱크 설계시 접착강도와 중첩범위 결정을 위한 설계하중 획득 가능성을 타진하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.918-923
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• 2018

항공기용 연료탱크는 평상시에는 연료저장 등의 단순한 기능을 한다. 그러나, 항공기 추락과 같은 긴급 상황에서는 연료탱크 구조건전성은 승무원의 생존과 직결되므로, 관련 성능의 보유 여부를 충돌충격시험을 통해 입증하도록 규정되어 있다. 충돌충격시험은 높은 충격하중으로 실패 위험이 높기 때문에 설계 초기 실물시험에서의 시행착오 가능성을 최소화하기 위한 노력이 진행되어 왔다. 실제 시험 전에 수행하는 수치해석도 그러한 노력의 일환이다. 하지만, 수치해석 결과가 설계에 반영되기 위해서는 수치해석의 신뢰성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 회전익항공기 연료탱크의 충돌충격시험 수치해석의 신뢰성 확보를 위해 수치해석 결과와 시험 데이타 간의 비교를 수행하였다. 수치해석은 충돌전용 소프트웨어인 LS-DYNA을 사용하였고, 해석방법은 유체-구조연성해석 방법 중 ALE(arbitary lagrangian eulerian) 방법을 적용하였다. 시험데이터 확보를 위해 연료탱크 금속 피팅부에 변형률게이지를 설치하고 데이터 획득장비와 연동시켰다. 수치해석 결과로써 연료탱크 피팅부의 변형률과 응력을 계산하였다. 그리고, 실물 연료탱크로 수행한 충돌충격시험을 통하여 확보한 상부피팅의 변형률 측정값과 수치해석으로 계산된 변형률과의 오차를 평가함으로써 수치해석의 신뢰성을 제고하였다.

• 전산구조공학
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• 제7권2호
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• pp.89-99
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• 1994

본 연구는 국도및 고속도로상에 설치되어 있는 철제 오성방호책인 가아드레일의 동력학적 거동분석을 4개의 설계변수, 즉 보와 지주의 단면형상 충돌시의 차량속도, 충돌각도 및 차량중량에 따라 BARRIER VII프로그램을 사용하여 수행하였다. 컴퓨터 모의해석 프로그램인 BARRIER VII은 비교적 정교한 것으로 실제의 실물충돌시험 결과와 근접한 결과를 보여줄 뿐 아니라 경제적인 이유로 차량과 방호책의 상호작용을 해석하는데 실물충동시험 대신에 많이 사용된다. 본 연구의 주된 관심은 구조적 적합성, 탑승자 위험도와 차량의 궤적이라 할 수 있다. 이 목적을 위해 최대처짐 및 최대충격력이 계신되어 안전노변대 설계와 충격완화 효과를 분석하는데 사용된다. 본 연구의 결과로부터 도로상의 대형참사를 예방하기 위해서는 가아드레일의 설계기순을 보다 강화할 필요가 있다고 판단된다.