충격응답스펙트럼 요구도를 충족하는 파이로 충격모사 시험장치의 시험변수 선정에 관한 연구

전현규,황재민,김연주,김인걸 한국항공우주학회 2023 韓國航空宇宙學會誌 Vol.51 No.1

The pyrotechnic shock(or pyroshock) can cause severe damage and failure to the satellite electronic equipments. Therefore, the electronic equipments should satisfy the pyroshock SRS requirements. In order to comply the SRS requirements for the satellite electronic equipment, the test variables of pyroshock simulated impact should be selected to simulate the SRS requirements. However, it spends much time, cost and workmanship to select the test variables. A simple and reliable methods to select the appropriate impact test variables which satisfy the pyroshock SRS requirements have been proposed in this study. We defined the acceleration-frequency parameters of SRS from the typical SRS curve to evaluate quantitatively the test results according to the test variables. And to deduce the response surface model for the SRS parameters, the test was conducted through the design of experiment(DoE) in the major test variables of the pyroshock impact simulator. With using the response surface model and the optimum algorithm, it is selected the impact test variables which is satisfying the SRS requirements. The overall outcome of pyroshock simulated impact test showed the proposed method to be simple and reliable in selecting test variables satisfying the SRS requirements. 파이로 충격은 인공위성 탑재 전장품에 심각한 손상과 고장을 발생시킬 수 있으므로 인공위성 탑재 전장품은 파이로 충격 응답 스펙트럼(SRS)에 대한 요구 조건을 충족해야 한다. 인공위성 탑재 전장품의 SRS 요구조건에 대한 검증을 위하여 파이로충격 모사 시험을 수행해야 한다. 그러나 파이로 충격모사 시험 변수를 선정하기 위하여는 많은 시간, 비용 및 기술적 경험이 필요하다. 본 연구에서는 SRS 요구조건을 충족하는 적절한 충격 시험 변수를 선정할 수 있는 간단하고 신뢰성 있는 방법을 제안하였다. 충격 시험 변수에 따른 시험 결과를 정량적으로 평가하기 위하여 일반적인 SRS의 가속도-주파수 곡선의 형상 변수를 정의하였으며, SRS 형상 변수에 대한 반응면 함수를 생성하기 위해 충격시험장치의 주요 설계변수를 종속변수로 하여 시험계획법에 따른 충격시험을 수행하였다. 생성된 반응면 함수 및 최적 알고리즘을 사용하여 SRS 요구 사항을 충족하는 충격 시험변수를 선정하였다. 기계적 파이로 충격모사 시험을 통하여 간단하고 신뢰성있는 방법임이 검증되었으며, 선정된 충격 시험변수는 주어진 SRS 요구 사항을 충족하였다.

이중충격파형 충격시험기의 구조 설계

김윤재,김태형,설창원,양명석,조창민,구형욱,한현희 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.11

근대의 해상/수중 및 항공우주 무기체계는 다양한 외부충격에 노출되어 있으며, 이에 대한 충격 내구성 확보 및 생존성 평가를 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 고중량 충격시험기 개발을 위하여 선행연구의 일환으로 진행된 이중충격파형 충격시험기 개발 과정 중 적용된 구조 설계/해석 기술에 대하여 기술하고자 한다. 이중충격파형 충격시험기의 구조설계를 위하여 주프레임 및 시험기의 충돌 질량체의 고유모드 및 충돌 해석이 적용되었으며 이중충격파형 충격시험기 제작물을 이용한 충격시험을 수행한 결과와 충돌 해석 결과를 비교하여 해석 오차의 원인을 파악하고 그 정확도를 향상시키는 방안을 제시하도록 한다. 본 연구를 통하여 획득한 연구결과는 향후 개발예정인 고중량 충격시험기 개발의 구조설계에 보완 및 개선을 통하여 구조설계에 반영될 것이다. Nowadays, navy/underwater and aerospace weapon systems are exposed to various external shock environments and many researches have been conducted to evaluate the safety and the durability of weapon systems for the shock. In this paper, structural design of a dual pulse shock test machine is demonstrated. The shock machine is capable to simulate various shock environments on ground and its maximum payload is 1ton. The structural design of main frame and impact mass elements are mainly concerned with normal node and impact analysis. Especially, the impact analysis results between mass elements are compared with experimental test results in order to increase the analysis accuracy and to validate the analysis approach. The obtained research results are applied to high-weight shock test machine development after some methodological refinements.

충격흡수시설의 실물차량 충돌시험 데이터를 이용한 탑승자 안전도 및 충돌거동 분석에 관한 연구

주재웅(Joo Jae Woong),금기정(Kum Ki Jung),장대영(Jang Dae Young),김범진(Kim Bum Jin) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 D Vol.28 No.2D

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 기속도 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. According to the rules, a crash cushion is supposed to set up products that is satisfied with the standard of a performance test after performing the car crash test by road safety facilities and management guide. For development of crash cushion, performance should be estimated through the car crash test eventually. However, there is no reasonable design method which considers passenger's safety and only depend on crash test without an alternative plan. Therefore it incurs a loss materially and takes a lot. Therefore, we are asked to create a systematic design of the crash cushion. This study shows that a scientific basis of applying single degree of freedom when it designs the crash cushion after analyzing vehicle crash test data of crash cushion and also represents design of crash cushion through single degree of freedom response spectrum using calculated by crash test data on crash cushion.

회전익항공기 연료셀 충돌충격시험 Full-Scale 수치모사

김현기,김성찬,김성준,김수연,Kim, Hyun-Gi,Kim, Sung Chan,Kim, Sung Jun,Kim, Soo Yeon 한국전산구조공학회 2013 한국전산구조공학회논문집 Vol.26 No.5

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. Crashworthy fuel cells have a great influence on improving the survivability of crews. Since 1960's, the US army has developed a detailed military specification, MIL-DTL-27422, defining the performance requirements for rotorcraft fuel cells. In the qualification tests required by MIL-DTL-27422, the crash impact test should be conducted to verify the crashworthiness of fuel cell. Success of the crash impact test means the improvement of survivability of crews by preventing post-crash fire. But, there is a big risk of failure due to huge external load in the crash impact test. Because the crash impact test itself takes a long-term preparation efforts together with costly fuel cell specimens, the failure of crash impact test can result in serious delay of a entire rotorcraft development. Thus, the numerical simulations of the crash impact test has been required at the early design stage to minimize the possibility of trial-and-error with full-scale fuel cells. Present study performs the numerical simulation using SPH(smoothed particle hydro-dynamic) method supported by a crash simulation software, LS-DYNA. Test condition of MIL-DTL-27422 is reflected on analysis and material data is acquired by specimen test of fuel cell material. As a result, the resulting equivalent stresses of fuel cell itself are calculated and vulnerable areas are also evaluated.

복싱글러브 및 헤드기어 충격량 측정시스템 개발과 충격유효성 분석

권경배 ( Kyoung Bae Kwon ) 한국스포츠정책과학원(구 한국스포츠개발원) 2006 체육과학연구 Vol.17 No.4

본 연구에서는 복싱 선수의 안전에 절대적 영향을 미치는 복싱글러브와 헤드가드를 시험할 수 있는 충격유효성 시험기와 내구성 시험기를 제작하여 국내에 시판되는 복싱글러브와 헤드가드를 대상으로 충격유효성 시험과 내구성 시험을 실시하여 그 결과를 분석, 평가하였다. 본 연구를 통하여 개발된 복싱용품 시험장비를 이용하여 복싱용품의 안정성을 정량적으로 시험하여 평가할 수 있으며, 이를 통하여 안전한 생활 스포츠로서 복싱 인구를 늘리는데 도움이 되고자 한다. 또한 국내 복싱용품의 품질향상을 도모하며 국산용품에 대한 인식제고와 국내 복싱용품 생산업체의 수요확대에 기여하고자 한다. 국내 제품 9종과 해외 제품 7종을 대상으로 충격유효성 시험과 내구성 시험을 실시하여 분석한 결과, 국내 복싱용품의 경우 내구성 시험에서는 해외 제품과 대등한 수준을 보이고 있으나, 복싱글러브의 경우에는 충격유효성 시험에서 세계 최고 수준과는 다소 격차가 있었다. 헤드가드의 경우 충격유효성 시험에서는 해외 제품과 큰 차이가 없었으나, 내구성 시험에서는 그 차이가 더욱 커져 내구성의 보완이 보다 필요하다고 판단된다. 글러브에 비해 헤드가드는 내구성에서 취약한 면을 보이고 있다. 글러브의 경우 내구성 시험으로 평균 29%의 성능 저하가 있었으나, 헤드가드의 경우는 평균 41%의 성능 저하를 보이고 있다. 제작된 충격유효성 시험기와 내구성 시험기는 복싱용품뿐만이 아니라 운동용 안전모와 태권도 헤드가드를 비롯한 운동용 보호장비의 안전성 시험과 각종 글러브의 안전 시험에 활용할 수 있다. 또한 복싱 선수들의 펀치력 측정을 위한 장비로도 활용할 수 있게 제작되어 복싱 선수들의 경기력 향상에도 이바지하리라 기대한다. In this study, impulse and fatigue measuring system was developed for the test of boxing gloves and headguards which is essential to the safety of boxers. Boxing gloves and headguards which was distributed in the country were tested and the impulse and fatigue test results were analysed. The purpose of the study is to test and evaluate quantitatively the safety of boxing equipments using the impulse and fatigue measuring system, and to contribute to the increase of boxing population and the demand of boxing equipments of domestic suppliers by the promotion of quality improvement using the test results. 9 domestic boxing equipments and 7 foreign boxing equipments were tested with the impulse and fatigue measuring system which was developed. The test result shows every domestic and foreign boxing equipments is almost on the equal status in the durability. However, in case of boxing gloves, there were a good bit difference between domestic products and the world best products in the impulse test. And in case of headguards, there were a little difference between domestic products and foreign products in the impulse test but more difference in the fatigue test. Therefore it is necessary to increase the durability of domestic headguards. Especially headguards were inferior to gloves in the durability. In the fatigue test, boxing gloves showed 29% decrease but headguards 41% in average. The measuring system developed can be used in the safety test of other sports helmets, many kinds of gloves, Takwondo headguards and also can be used as the punch power measuring system of boxers.

장갑강 용접부 방탄시험 규격 대체 가능성 연구

김용,오민철,김재성 한국품질경영학회 2023 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2023 No.0

전차, 자주포, 차륜형장갑차 등은 균질압연장갑강(MIL-STD-12560)과 고경도장갑강(MIL-STD-46100)을 사용하여 용접제작하고 있다. 이에 대한 용접부 성능 검증을 위해 ‘H'형상의 시험편을 제작 후 사격 방탄시험 수행하고 있으며, 시험기관은 미국을 포함한 일부 해외 시험기관으로 한정적이고, 제작비용을 포함하여 최소 8,000만원/회 가 소요되는 고가의 시험이다. 이에 따라 미국 내에서도 시험의 수요가 낮아 시험용 탄 수급문제가 발생하여 10set이상의 시험편을 묶어 시험하도록 요구되고 있는 실정으로 과도한 시험비용 및 시간낭비 초래하고 있다. 또한 방탄시험의 신청 및 진행도 미국 내 법인만 가능하므로 현실적으로 국내 연구기관 및 기업체는 시험이 불가하여 국내 시험 기관에서 수행 가능한 방탄 시험 표준 제정을 통한 합리적인 용접 성능 시험 절차가 지속 요구되는 상황이다. 특히 고경도 장갑강 및 균질압연장갑강의 충격 흡수 능력을 평가하기 위해 일반 산업규격인 저온 충격시험이 적용되는 점을 고려하였을 때, H-plate 방탄시험의 국내시험 대체 가능성이 높아질 것으로 예상된다. 이에 본 연구에서는 기존 H-plate 방탄시험을 대체 하여 비용/시간 절감 및 제품 수급을 원활하게 할 수 있는 국내 방탄시험 표준 제정의 시급성에 의해 방탄시험을 저온 충격시험으로 대체하기 위한 표준제정 가능성에 대한 검토를 진행하였다. 본 연구에서는 방탄시험 결과에 영향을 미칠 수 있는 저온충격, 인장강도, 경도 등 다양한 기계적 특성과의 상관성 분석을 진행하였으며 이에 따라 균질압연장갑강과 고경도장갑강은 서로 다른 방탄특성 거동을 보이는 것을 확인하였다.

모래와 실트의 혼합층에서 순간충격시험에 의한 지하수위 강하구역의 공극체적 산정

김태영,강동환,정상용,양성일,이민희,Kim, Tae-Yeong,Kang, Dong-Hwan,Chung, Sang-Yong,Yang, Sung-Il,Lee, Min-Hee 한국지하수토양환경학회 2007 지하수토양환경 Vol.12 No.4

Slug/bail tests were conducted in sand layer (sbt-1 well), silty sand layer (sbt-2 well), and mixed sand and silty sand layer (sbt-3 well). Hydraulic conductivity and specific storage coefficient were estimated through slug/bail tests. Pore volumes of groundwater level drawdown zone for bail test were estimated by using hydraulic conductivity and specific storage coefficient. KGS model was most suitable interpretation method of slug/bail tests. Average hydraulic conductivity for slug/bail tests were estimated to be $6.65{\times}10^{-5}$ m/sec in sbt-1 well, $6.33{\times}10^{-6}$ m/sec in sbt-2 well, and $3.72{\times}10^{-5}$ m/sec in sbt-3 well. Average specific storage coefficient for slug/bail tests were estimated to be 0.0225 in sbt-1 well, 0.0177 in sbt-2 well, and 0.0259 in sbt-3 well. Dimensionless time and dimensionless wellbore storage were estimated by use of transmissivity, storativity, test time, and specification of test wells. And, dimensionless drawdown were selected by parameter ${\alpha}\;and\;{\beta}$ parameter from Cooper et al. (1967). Radius of influence were estimated by estimated dimensionless time, dimensionless wellbore storage, and dimensionless drawdown. The average radius of influnce for slug/bail tests were estimated to be 1.377 m in sbt-1 well, 1.253 m in sbt-2 well, and 1.558 m in sbt-3 well. Pore volume at groundwater level drawdown zone by dummy withdrawal for bail tests were estimated to be $145,636cm^3$ in sbt-1 well, $71,561cm^3$ in sbt-2 well, and $100,418cm^3$ in sbt-3 well. Pore volume excepted well volume at groundwater level drawdown zone by dummy withdrawal for bail tests were estimated to be $145,410cm^3$ in sbt-1 well, $71,353cm^3$ in sbt-2 well, and $100,192cm^3$ in sbt-3 well. 본 연구에서는 모래층(sbt-1공), 실트질 모래층(sbt-2공) 및 모래와 실트질 모래의 혼합층(sbt-3공)에서 순간충격시험이 수행되었다. 그리고, 현장시험에 의해 산정된 수리전도도와 비저류계수를 이용하여 회수시험 시 지하수위 강하구역의 공극체적을 산정하였다. 순간충격시험의 해석은 KGS 모델이 가장 적합하였으며, 주입시험과 회수시험 시 평균수리전도도는 sbt-1공 $6.65{\times}10^{-5}$m/sec, sbt-2공 $6.33{\times}10^{-6}$m/sec, sbt-3공 $3.72{\times}10^{-5}$m/sec이며, 평균비저류계수는 sbt-1공 0.0225, sbt-2공 0.0177, sbt-3공 0.0259로 산정되었다. 투수량계수, 저류계수, 시험시간 및 시험공 제원을 이용하여 무차원 시간과 무차원 우물저류계수를 산정하였다. 그리고, Cooper 등(1967)이 제시한 변수 ${\alpha}$와 ${\beta}$를 이용하여 무차원 수두강하량이 선정되었다. 산정된 무차원 시간, 무차원 우물저류계수 및 무차원 수두강하량을 이용하여 순간충격시험 시의 영향반경이 산정되었다. 주입시험과 회수시험 시 평균영향반경은 sbt-1공 1.377 m, sbt-2공 1.253 m, sbt-3공 1.558 m로 산정되었다. 그리고, 회수시험 시 더미 회수에 의한 지하수위 강하구역의 공극체적은 sbt-1공 $145,636cm^3$, sbt-2공 $71,561cm^3$, sbt-3공 $100,418cm^3$로 산정되었으며, 시험공의 부피를 제외한 지하수위 강하구의 공극체적은 sbt-1공 $145,410cm^3$, sbt-2공 $71,353cm^3$, sbt-3공 $100,192cm^3$이었다.

샤르피 충격시험을 통한 구조용강재의 극한지 적용성 검토

이진형,신현섭,박기태,양승현,Lee, Chin-Hyung,Shin, Hyun-Seop,Park, Ki-Tae,Yang, Seunng-Hyun 한국강구조학회 2011 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.23 No.4

The fabrication of steel structural members always involves welding process such as flux cored arc welding. Therefore, for the application of structural steels to cold regions, it is a prerequisite to clarify the service temperature of the welded joints in order to ensure the structural integrity of the welded parts. In this study, the Charpy impact test was conducted to evaluate the service temperature of structural steel weld. The Charpy impact test is a commercial quality control test for steels and other alloys used in the construction of metallic structures. The test allows the material properties for service conditions to be determined experimentally in a simple manner with a very low cost. Standard V-notch Charpy specimens were prepared and tested under dynamic loading condition. The service temperatures of the weld metal, HAZ (heat affected zone) and base metal were derived by the absorbed energy and the impact test requirements; thus the applicability of the structural steels to cold regions was discussed in detail. 본 연구에서는 구조용강재의 샤르피 충격시험(Charpy Impact Test)을 통해 저온에서의 충격 인성(Impact Toughness) 평가를 실시하여 사용 가능 온도를 파악함으로써 강재의 극한지 적용성을 검토하였다. 본 시험에 사용된 강재는 용접구조용강 중 현재 가장 널리 쓰이는 강종인 SM490B와 TMCP (Thermo-Mechanical Control Process)법에 의해 제조된 고강도 강재인 SM570-TMC이다. 또한, 본 시험결과와의 비교를 위해 남극 세종기지 건설시 사용실적이 있는 일반구조용강인 SS400에 대해서도 시험을 수행하였다. 대부분의 강구조물은 용접에 의해 제작되므로, 강재의 극한지 적용성 검토를 위해 용접시험판을 제작하여 모재(Base Metal), 용접금속(Weld Metal) 및 열양향부(Heat Affected Zone)에 대해서 충격시험을 실시하였다. 단, SS400의 경우에는 용접구조용강재가 아니므로 모재에 대해서 충격시험을 실시하였다. 대상 강재의 샤르피 충격시험을 통해서 저온에서의 충격흡수에너지 값을 구하고 이를 강재의 항복응력에 따른 충격흡수에너지의 기준값과 비교함으로써 강재의 사용온도를 결정하였으며, 이를 통해서 구조용강재의 극한지 적용성을 검토하였다.

욕창예방 방석의 충격 흡수 시험 장치 개발과 적용

정성배(Sungbae Jung),육선우(Sunwoo Yuk),최기원(Ki-Won Choi),박상수(Sangsoo Park) 표준인증안전학회 2024 표준인증안전학회지 Vol.14 No.1

욕창은 장기간의 같은 자세로 누워있어야 하는 와상환자나 스스로 체위변경을 하지 못하는 휠체어 사용 척수장애인에게 주로 발생한다. 뼈 돌출부위의 피부에 과도한 압박이 발생하여 말초 혈관의 순환장애를 일으켜 욕창을 유발하는 것을 예방하기 위하여 식약처는 욕창 예방 방석을 의료기기 품목으로 지정하여 운영하고 있다. 국제 표준화 기구 ISO에서는 휠체어 사용자의 욕창 예방 방석의 성능을 평가하기 위하여 ISO 16840-2를 제정하여 운영하고 있다. 본 연구는 이 국제 규격을 국내 욕창 예방 방석의 시험 평가에 적용하기 위한 시험 기기의 설계와 개발이 목적이다. 특히 휠체어가 도로의 턱이나 팬 곳에서 노면과의 충돌이 일어날 때 발생하는 충격을 욕창 예방 방석이 얼마나 효과적으로 완충시켜 주는 가를 알아보기 위한 충격 흡수 시험 장치의 개발을 주목적으로 하였다. 충격 흡수 시험 장치는 ISO 16840-2의 지침에 따라 성공적으로 만들 수 있었으나 일부분을 수정하여 제작하였다. 위의 국제 규격에서는 충돌판을 지지했다가 낙하시키기 위하여 나무 토막으로 받치도록 하였다. 그러나 본 연구에서는 나무 토막 대신 롤러를 이용하여 낙하시킴으로써 낙하 시 발생할 수 있는 시간 지연을 단축시키고 편의성을 향상시켰다. 제작한 시험 장치를 이용하여 공기격자형 욕창 예방 방석과 폼형과 공기격자형이 혼합된 하이브리드 욕창 예방 방석의 충격 흡수 시험을 하였다. 인체 둔부 모형이 낙하할 때의 낙하 가속도는 욕창 예방 방석이 없을 때의 낙하 가속도에 비하여 63%의 값으로 줄여주는데 비하여 하이브리드 방석은 42%까지 줄여주었다. 그러나 욕창의 발생은 휠체어가 지면과 충돌하면서 피부에 가해지는 충격력 뿐 아니라 충격부위의 통기성, 습도 등에도 영향을 받으므로 충격 흡수 시험을 포함한 여러 위험 인자들을 종합적으로 평가할 필요가 있다. 본 연구에서 개발된 롤러형 충격 흡수 시험 장치는 국제 표준화 위원회에 ISO 16840-2의 수정안으로 제안할 예정이다. Bedsores mainly occur in bedridden patients who have to lie in the same position for a long period of time, or in people with spinal cord disabilities who use wheelchairs and cannot change positions on their own. In order to prevent excessive pressure on the skin over bone protrusions, which causes circulation problems in peripheral blood vessels and causes bedsores, the Ministry of Food and Drug Safety has designated and operates bedsore prevention cushions as medical devices. ISO, an international standardization organization, established and operates ISO 16840-2 to evaluate the performance of cushions to prevent bedsores for wheelchair users. The purpose of this study is to design and develop a test device to apply this international standard to the test and evaluation of domestic bedsore prevention cushions. In particular, the main purpose was to develop a shock absorption test device to determine how effectively bedsore prevention cushions cushion the shock that occurs when a wheelchair collides with the road surface on a bump or pothole. The impact absorption test device was manufactured by modifying part of the guidelines of ISO 16840-2. In the above international standard, the crash plate is to be supported with a piece of wood block. However, in this study, the time delay that may occur during removal of the block was shortened and convenience was improved by using a roller system instead of wooden block to drop the object. Using the manufactured test device, a shock absorption test was conducted on an air-grid type bedsore prevention cushion and a hybrid bedsore prevention cushion that is a mixture of foam type and air grid type. When the human hip model falls, the falling acceleration was reduced to 63% with the air-grid type cusion compared to the value with no cushion, and it decreased to 42% with the hybrid cushion. However, the occurrence of bedsores is affected not only by the impact force applied to the skin when the wheelchair collides with the ground, but also by the breathability and humidity of the impact area, so it is necessary to comprehensively evaluate various risk factors, including shock absorption tests. The roller-type shock absorption test device will be proposed as an amendment to ISO 16840-2 to the International Standards Committee.

MR댐퍼를 이용한 수평형 충격시험장치개발 선행연구

설창원,김태형,김윤재,양명석,이규섭 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.11

본 논문에서는 지상?항공?우주무기체계 탑재장비가 경험하는 충격환경과 해상무기체계가 경험하는 수중폭파(UNDEX)에 의한 무기체계 탑재장비의 충격생존성을 평가하기 위한 수평형 충격시험장치 개발에 관한 선행연구 결과를 수록하였다. 모델링 & 시뮬레이션 기법을 통하여 고중량 이중 충격파형 시험장치의 핵심 요소기술을 개발하였으며, 충격에너지를 생성시키기 위하여 고속/고중량 유압 속도발생기를 개발하였다. 그리고 1차 충격파형의 주기를 제어할 수 있는 고하중 충격 프로그래머에 대한 해석 및 설계기술을 개발하였으며, MR 댐퍼를 이용하여 2차 충격파형의 크기 및 주기를 조절할 수 있는 파형조절기를 개발하였다. 개발된 기술의 타당성은 시제품에 대한 성능점검 시험을 통하여 확인하였다. In this paper, the feasibility study results on the development of the horizontal type shock testing machine to evaluate shock survivability of the weapon systems’ equipments under the shock environments of the ground and aerospace weapon systems, and UNDEX of the shipboard weapon systems is described. The core technologies of the heavy weight dual pulse shock testing machine were developed by modeling & simulation technique, and the high speed/force hydraulic velocity generator was developed. And the analysis and design technique of the high force shock programmers were studied to adjust the first pulse duration, and also the pulse regulator using MR damper was developed to regulate the amplitude and duration of 2<SUP>nd</SUP> shock pulse. In this paper, we performed a basic study to activate the performance of MR-Damper in the high speed. The validity of the developed technologies was confirmed through the performance check tests about the prototype testing machine.