• 한국철도학회논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.173-181
• /
• 2017

장애물제거기는 선로 내 장애물에 의한 충돌사고 발생 시 장애물을 선로 밖으로 밀어내거나 에너지흡수부재를 통해 충돌에너지를 흡수하여 열차 탈선을 방지하고 충돌사고에 의한 피해를 최소화하기 위한 장치이다. 본 연구에서는 인장형 에너지흡수부재와 4절 링크를 이용하여 장애물제거기의 작동 메커니즘을 구성하여 장애물제거기를 설계하였다. 또한 EN 15227에서 요구하는 정적강도 및 에너지흡수조건을 확인하기 위한 성능검증시험 방법을 고안한 뒤 유한요소해석 및 UTM (Universal Test Machine)을 이용한 성능검증시험을 수행하였다. 본 연구를 통해 EN 15227의 요구조건을 만족하는 장애물제거기를 개발하였으며, 제안된 장애물제거기의 설계 및 검증 절차에 따라 붕괴하중의 조절이 가능하며 이를 실험을 통해 검증할 수 있는 방법을 제안하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.75-83
• /
• 2009

충격흡수시설의 충돌거동은 보통 0.4초 미만의 짧은 순간에 일어나므로 삼차원의 매우 복잡한 거동을 수치적으로 계산한다는 것은 쉽지 않다. 따라서 새로운 충격흡수시설을 개발할 때 특별한 설계단계를 거치지 않고 실물차량 충돌시험에만 의존하고 있는 실정이다. 충돌시험에서 탑승자 안전도를 평가하기 위해서 계측기를 통해 가속도와 각속도를 추출하여 계산하고 있으며 고속카메라를 이용해 차량과 충격흡수시설의 충돌거동을 촬영한다. 하지만 고속카메라 영상의 활용범위는 제한적으로 사용되고 있으며, 탑승자 안전도 분석이나 충격흡수시설의 에너지소산 메커니즘을 분석하기위해 활용된 사례가 없다. 본 연구에서는 계측기로부터 획득한 데이타와 고속카메라 영상분석을 통해 추출된 데이타를 비교해 적합성 여부를 판단하고 탑승자 안전도 해석이나 충돌거동을 분석 에 활용할 수 있는 방안을 모색하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제29권2호
• /
• pp.92-102
• /
• 1992

선박의 충돌사고시 선수구조의 충격에너지 흡수능력의 추정은 피충돌선박 또는 해양구조물의 충돌에 대응하는 구조설계에 중요하게 이용될 수 있다. 본 연구에서는 복잡한 선수구조의 충돌에 대한 파손량의 추정을 위하여 선수구조를 에너지흡수 단위구조인 기본 요소들로 구분하고 각각의 요소에 대한 압괴강도를 추정할 수 있는 이론식을 제안하였고, 이를 실험 결과들과 비교하여 유용성을 검증하였다. 또한, 이 단위 구조요소들의 에너지흡수 추정식을 조합하여 선수구조와 같이 복잡한 구조에 적용할 수 있는 간이한 식을 유도하였다. 한편, 이러한 과정을 복잡한 구조의 파손해석을 수행할 수 있는 컴퓨터 코드를 개발하였고, 이를 선수구조 모델의 압괴실험 결과에 적용하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권10호
• /
• pp.1155-1162
• /
• 2012

알루미늄 크래쉬 박스는 저속충돌조건에서 프론트 사이드 멤버를 변형을 방지하기 위한 부품이다. 본 연구에서는 저속충돌조건에서 비드형상이 알루미늄 크래쉬 박스의 충돌성능에 미치는 영향을 분석하였다. Edge concave, surface convex 와 surface concave 타입의 비드형상들에 대한 충돌해석 및 실험을 수행하여 비드가 없는 normal 타입의 알루미늄 크래쉬 박스의 충돌성능과 비교분석하였다. 충돌성능은 저속충돌조건에서 크래쉬 박스의 초기 최대하중 및 충돌에너지 흡수능으로 평가하였다. 이를 검증하기 위해 알루미늄 크래쉬 박스와 결합된 프론트 사이드 멤버에 대해 저속충돌실험 수행하고, 이를 분석하였다. Surface concave 타입의 비드가 삽입된 알루미늄 크래쉬 박스 경우, 프론트 사이드 멤버의 변형을 방지할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.391-399
• /
• 2011

본 연구의 목적은 알루미늄 허니콤의 충격에너지 흡수 특성을 예측하는 것이다. 알루미늄 허니콤은 가볍고 에너지 흡수효율이 뛰어나며, 우주환경에서도 사용 가능하여 달착륙선의 충격흡수장치로 사용되고 있다. 충격에너지 흡수용 허니콤의 설계를 위해서는 에너지 흡수 과정에서 일정하게 유지되는 압축강도(crush strength)의 예측이 중요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 허니콤의 형상 및 충돌속도에 따른 압축강도를 예측하였다. 유한요소해석 프로그램은 Ls-dyna를 이용하였으며, 효율적인 유한요소 해석을 위하여 허니콤의 단위 셀 모델을 선정하였다. 이를 바탕으로 충돌속도 및 허니콤 포일(foil)의 두께 변화, 허니콤의 분기각(branch angle)에 따른 유한요소해석을 수행하여 에너지 흡수 특성을 분석하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.109-116
• /
• 2016

고속철도 차량의 시장 점유율은 전 세계적으로 확대되고 있다. 고성능 충격 에너지 흡수 요소는 철도차량의 안전 기준을 충족하는 것이 필수 요소이다. 변형 튜브 조립체는 철도 차량에 대한 전형적인 에너지 흡수 요소이다. 그것은 변형 튜브와 압입 펀치로 구성되어 있으며 튜브 조립체의 성능은 튜브의 소성 영역에서 흡수 에너지 특성에 의존한다. 본 논문의 변형 튜브에서 흡수하는 소성변형 에너지는 200kJ의 철도차량 충돌 에너지를 흡수하도록 설계되어 있다. 슬래브 법과 유한 요소해석을 사용하여 초기 단계에서 펀치의 반력은 예측되며 설계된 튜브 조립체의 성능은 실험으로 확인되었다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.90-94
• /
• 1988

본 논문은 반 잠수식 시추선과 선박과의 충돌해석에의 정적 압축법의 응용에 대해 다루었다. 선박이 시추선의 취약 부재에 충돌하는 경우를 가정하였으며 이 취약한 부재의 충돌에너지 흡수능력을 상세 해석 없이 추출하는 방법으로, 관련된 구조물 전체 강성 매트릭스를 부재의 양단에 정적 압축을 시켜 양단 유연도를 추출한 뒤 이 유연도를 양단에 가진 원통형 부재를 해석함으로써 외력-변형 관계를 얻을수 있었다. 충돌에너지 양은 외력-변형 선도를 적분함으로써 얻을 수 있다. 새로운 방법에 의한 결과를 3차원 수치해석 방법과 강체 프라스틱 방법에 의해서 얻어진 결과와 상호 비교하였으며, 이 새로운 방법이 해양구조물 충돌해석이 매우 효과적으로 응용될 수 있음을 알게 되었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.128-135
• /
• 2021

박판관은 충돌안전을 위한 에너지 흡수장치 중의 하나로써 가벼우면서도 에너지 흡수 효율이 좋아 널리 이용되어 왔다. 그러나 일반적인 박판관은 충돌 초기 피크하중(IPCF: Initial Peak Crushing Force)이 높게 유발될 뿐 아니라 반복적으로 나타나는 피크하중으로 인하여 충돌에너지 흡수장치로써의 안정성이 다소 떨어진다는 단점이 있다. 충돌 초기 피크하중을 감소시키고 충돌에너지 흡수장치의 안정성을 키우기 위하여 박판 파형관이 도입되었다. 파형관의 성능은 기하 형상에 큰 영향을 받기 때문에 최적설계 기법을 적용하여 파형관의 성능을 최적화할 수 있다. 본 논문에서는 충돌안전도 해석에 기반한 형상 최적설계를 수행하기 위하여 적응 근사모델(adaptive surrogate model)을 활용한 최적설계 기법을 활용하였다. 파형의 진폭 및 파장 뿐 아니라 형상의 곡률 변화를 설계 변수로써 고려하였다. 형상 설계 매개변수화를 수행하기 위하여 몰핑(morphing) 방법을 채택하였다. 수치 예제를 통해서 적응 근사모델에 기반한 최적설계 결과와 기존 근사모델에 기반한 최적설계 결과를 비교하고 적응 근사모델에 기반한 최적설계 방법이 좀 더 효율적인 결과를 도출함을 보였다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.101-107
• /
• 2004

Recently the objective of vehicle design was focused on the crash safety and the energy saving. For the energy saving vehicle structures must be light weight, but for the crash safety some energy absorbing elements must be added. In this paper hybrid structure which consists of a steel and a FRP was studied on the energy absorption characteristics under the impact load by finite element method. Test results of the other researchers were compared with that of computer simulation on this simple hybrid structure. Side rail of vehicle front structure was replaced with hybrid materials for the application of the vehicle structure. 35mph frontal crash simulation was performed with hybrid structure and with conventional steel structure. By the adoption of hybrid structure, the improvement of energy absorption characteristics and reduction of weight was observed under the frontal crash simulation.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.95-99
• /
• 2004

본 연구에서는 충돌문제에 있어서 비교적 높은 활용도를 지니고 있는 범용 유한요소해석코드 LS-DYNA3D를 사용해 판부재에 충돌체가 충돌하는 경우, 내충돌성을 평가하였다. 속도가 41.56m／s-118.9m／s로 비교적 고속인 충돌문제부터 속도가 544.05m／s-800m／s인 초고속 충돌문제까지 시리즈 해석을 하였다. 이를 통해 판부재에 다양한 속도의 충돌체가 충돌하는 경우에 있어 피충돌체의 관통 유무를 평가할 수 있는 경험식을 구하고자 한다.