비대칭 모자형 사각관의 정적 및 동적 압궤 실험을 통한 충돌 성능 평가

Abstract

본 논문에서는 프런트 사이드 멤버의 간략화된 형태인 비대칭 모자형 사각관의 충돌 성능 평가를 수행하였다. 프런트 사이드 멤버는 자동차의 정면 충돌 시 대부분의 충돌에너지를 흡수하는 중요한 부재이다. 일반적으로 프런트 사이드 멤버는 대칭 모자형 사각관의 형태이나 엔진 마운트 체결 용이 등을 위해 비대칭 모자형 사각관이 쓰이고 있다. 대칭 모자형 사각관의 압궤 특성에 관한 연구는 많이 수행되어 왔으나 비대칭 모자형 사각관의 압궤 특성에 관한 연구는 거의 수행되지 않았다. 비대칭 모자형 사각관 시편은 냉연강판으로 만들어지며 용접 방법, 용접 피치, 플랜지 너비가 각각 다른 다섯 종류이다. 충돌 성능은 동적 충돌 실험 결과를 바탕으로 평가되는 것이 합리적이나 충돌 실험이 어려우며 비싼 장비가 필요하다. 따라서 흔히 정적 압궤 실험을 통해 충돌 성능을 평가한다. 본 연구에서는 정적 및 동적 압궤 실험을 통해 비대칭 모자형 사각관의 충돌 성능을 종합적으로 평가하였다. 실험 결과를 검증하기 위해 유한요소해석을 수행하였고 실험 결과와 같은 경향을 보임을 확인하였다. 실험 결과에서 비대칭 모자형 사각관은 붕괴모드를 보이는 것이 아니라 임의적인 붕괴모드를 보였다. 이러한 붕괴모드의 임의성을 모사하기 위해 압궤 실험상의 작은 편차를 부과하였으며 동적 압궤 해석 결과 실험 결과와 마찬가지로 임의성이 강한 붕괴모드를 보였다.