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- 저자 : Suraush Khambati (검색결과 1 건)
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신충돌안전성평가 대비 통합 H350 더미 모델 및 신경사충돌평가대비 THOR-M 모델 개발 현황
Intaek Lee,Chirag S. Shah,Suraush Khambati,Brock Watson,Nishant Balwan,Zaifei Zhou,Fuchun Zhu,Shiva Shaetty 한국자동차공학회 2014 한국자동차공학회 Workshop Vol.2014 No.9
승객안전성평가용 인체 모형 더미(Anthropomorphic Test Device, 이하 ATD)유한요소모델(Finite Element, FE)은 자동차 충돌 안전성의 조기 확보에 있어서 필연적인 수단으로 사용도가 확대되고 있다. 환경 규제에 의한 재료사용의 규제로 인체모형 모델의 변경 및 충돌 안전 법규의 다양화에 따른 다양한 다양한 인체모형의 출현으로 자동차 내충돌성, 승객보호장치의 신개념 설계대책에 보다 적극적인 대응이 요구되고 있다. 계산기의 계산능력과 코스트효율향상으로 복잡하고 상세한 더미해석 모델이 최근 더욱 실용화단계를 향해 진화하고 있다. 이점은 해석모델의 이용이 짧아진 제품 개발 사이클에 대응할 수 있는 유일한 수단으로 여겨짐과 동시에 정보기술 및 디지털 관리 기술과의 접목으로 코스트와 시간을 더욱더 삭감할 수 있는 이점이 있다는 점에서 투자 필요성이 가속화 되고 있다. 본 논문에서는 실 THOR-M50 と, 통합 Hybrid III 50th 개발 현황과 더불어 유한요소모델의 상세 개발 프로세스에 대해서 설명한다. 두 인체 더미 모델은 전방충돌용 성인 남성모델로서 사용되고 있는 점에서 차량 개발시에 검토되는 하중조건 및 설계하중에서 유사한 점이 있지만 신경사 충돌시험형태에 사용예정인 THOR-M50 모델의 경우가 보다 복잡한 하중조건으로 개발되었다고 할 수 있다. 해석모델의 개발에서도 실제 더미개발과 유사한 방법으로 개발 되는 관계로 전방충돌 형태의 하중 조건으로 고려한 개발프로세스를 설명한다. 더미모델의 형상 및 기하학적 특성은 실제의 3 차원 더미 생산도면 및 스캔데이터로 부터 취득한다. 더미 재질에 적합한 재료모델을 선정함에 있어서 더미 생산 기술의 노하우를 적용하고 다양한 재료시험을 계획한다. 특히 더미제작에 대표적인 재료 형태로서 많이 사용되고 있는 고무재, 포옴재, 알미늄 및 철강 합금재, 그리고 형상 기억 합금 등 다양한 재료에 대해서도 적절한 재료시험을 선정, 실시하여 최신의 재료 모델링 기술을 이용한 최적 재료 파라미터을 추출한다. 소형 시험편시험에서는 평면변형율 인장시험, 평면응력 인장시험 및 압축 시험, 강제 변형율 인장압축 히스테리시험, 순수 전단시험, 다축 인장시험, 동적 변형율 의존 인장 및 압축시험, 동적응력완화 시험등 현재 기술로 가능한 재료 시험을 통틀어 실시하고 있다. 생산시의 재료의 변동특성 및 시험시의 변동을 확인하기 위한 복수 시험편 제작 및 시험편 채취방법을 택하고 있다. 시험편 사이즈의 영향도 복수 시험편 제작 단계 및 유한 요소모델에 의한 확인 단계에서 재확인 한다. 계산 시간의 효율화를 위한 유한요소 사이즈의 영향도 시험편 재료 시험 단계에서 결정한다. 이는 더미 모델 형상의 이산화에 관계하는 기초 데이터를 재료 모델 개발 단계에서 파악하고 데이터베이스 구축을 목적으로 한 중요한 수단으로 여겨지고 있다. 이러한 모델개발 프로세스는 CAE 표준사양요구에 적합하고 신뢰할 수 있는 모델 개발에 중요한 열쇠로서 다양한 단품시험을 시작으로 서브어셈블리, 전체 어셈블리 레벨에서의 검증시험과의 확인까지의 일련의 흐름을 계산역학에 근거한 물리적 의미가 있는 해석 모델개발 프로세스라고 할 수 있다. 이러한 프로세스를 채용하고 있는 또 다른 이유는 상해 메카니즘 이해에 더미 단품 시험 및 어셈블리 시험으로 부터 실차 충돌시험에서의 상해치를 예측 할 수 있는 시스템 개발에 대응 할 수 있으며, 충돌문제의 변동문제를 분산해석 측면에서 대응하는 로버스트 설계 지원을 위함이다. 본 보고에서는 흉부 검정시험에서의 통합 H350 으로 실시한 예와 경부 검정시험에서는 THOR-M50 더미에서 실시한 내용을 예로서 소개한다. 현재의 개발 현황에서는 더미 단품 시험에서 전 어셈블리 레벨까지의 범위에서 각 시험과의 비교로부터 타당한 결과를 보이고 있고, 실제의 차량개발에 충분히 대응 할 수 있는 해석 모델로서 판단되어 이를 보고한다.
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