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

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

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.683-684
• /
• 2009

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.829-830
• /
• 2010

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

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.885-886
• /
• 2010

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

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.381-393
• /
• 2001

최근 교통상항은 교통량의 급격한 증가와 차종의 다양성에 그 특성이 있다. 우리나라에서 가장 많이 사용되고 있는 W형 보를 사용한 가드레일은 $14ton-60Km/h-15^{\circ}$ 의 충돌조건에 대하여 구조물의 강성이 충분치 못한 반면에, 보다 현실적인 충돌속도에 대하여 소형차의 탑승자 안전을 충족시키지 못하는 것으로 나타났다. 대형차에 대응하기 위하여 구조물의 강성을 증가시키는 일과 소형차에 대하여 탑승자의 안전을 도모(에너지 소산)해야하는 두 가지의 서로 상반된 목표를 달성하기 위하여, 두께 3.2mm의 강판을 이용한 보의 고무로 만든 충격 흡수재를 이용한 트라이-빔 가드레일 시스템을 고안하여 정적 실내실험, 컴퓨터 시뮬레이션 및 실차 충돌실험을 통하여 거동 및 성능을 조사하였다. 2%의 무게증가로 기존의 W형 보에 비하여 보의 높이가 약 100mm 증가된 트라이-빔(450mm)가드레일 시스템은 범퍼 높이가 다른 다양한 차종에 보다 좋은 수용능력을 보였고 강성과 충격흡수 능력 또한 W-보 가드레일 시스템에 비하여 크게 향상되었다. 그리고 실차 충돌실험을 실시한 결과 NCHRP 350의 Test 3-10 충돌시 성능 요건을 만족시켰다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제13권3호
• /
• pp.313-325
• /
• 2001

14TON 밴 형식의 트럭에 대응할 수 있는 튜브형 트라이빔 교량난감을 제안하였다. 이 교량난간은 합성형 지주에 연결된 튜브형 트라이빔과 철재 가드빔으로 구성되어 있는데, 튜브형 트라이빔은 다양한 범퍼 높이를 갖는 차량에 대응할 수 있고 기존의 교량 난간에 비해서 교량난간의 시종점부와 가드레일 사이를 보다 완벽하게연결할 수 있는 장점이 있다. 가드레일 지주로 사용되는 것과 동일한크기의 철재 파이프에 콘크리트를 충전한 합성형지주가 단순히 철재 파이프의 크기를 키운 것보다 강성 및 극한강도를 증대시키는데 효율적임을 확인하였다. 개발된 시스템에 대하여 $14Ton-80km/h-15Y^{\circ}$의 충돌조건으로 실차 충돌실험을 실시하였는데 NCHRP Report 350의 실험레벨 4의 평가항목을 모두 만족하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이 시스템이 국내의 S2 등급으로 분류될 수 있음을 보여주었다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소성가공학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.377-384
• /
• 2004

지구환경 문제가 대두되면서 자동차 경량화를 위한 재료의 고강도화는 필수적인데, 재료의 고강도화는 성형성의 감소를 야기한다. 이러한 문제점은 가공방법으로 해결할 수 있는데, 그 대표적인 것이 프레스 경화(Press Hardening)공정이다. 프레스 경화 공법이란 성형성이 좋은 고온$(900^{\circ}C)$에서 성형하면서 성형 중 프레스에서 고강도를 부설하는 공법이다. 프레스 경화 공정은 스웨덴의 SSAB자회사인 프라냐에서 1973년에 개발된 공법으로 초기에는 높은 경도가 필요한 산업용 설비 (톱 등)에 적용되다가 1990년대부터 Bumper와 Door Impact Beam등의 자동차 부품으로 개발을 하여 적용되기 시작하였으며, 현재 그 적용 영역을 보다 넓혀나가고 있는 상태이다. 본 발표에서는 프레스 경화 공정의 대표 부품인 범퍼 임펙트을 개발하기 위해 관련한 성능해석을 수행하였다. 수행한 결과에 의하면 기존 소재 대비하여 $30\%$이상 경량화가 가능함을 알수 있었다.