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BIW를 활용한 FMH시험 프로세스 구축 및 활용에 대한 연구
이병우(Byeongwoo Lee),곽윤근(Yungeun Gwak),고형진(Hyongjin Ko),서동조(Dongjo Seo) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
미국 도로교통 안전국(NHTSA : National Highway Traffic Safety Administration)은 교통사고 발생 후 승객의 머리와 인테리어부품 간의 2차 충돌로 인해 승객의 머리가 심각한 수준의 손상을 입거나 사망하는 경우를 예방하고 차량 인테리어 부품의 안전 성능을 향상시키기 위해 FMVSS201U 법규를 1998년에 제정하였다. 그 내용으로는 승객의 머리가 인테리어 부품에 빈번히 충돌하는 부위를 시험위치로 지정하고 해당 위치에 FMH(Free Motion Head-form : 자유 운동 머리모형)를 19km/h 및 24km/h의 속도로 충돌시켰을 때, 머리충격 상해치 환산값(HIC(d), Head Injury Criteria)이 1,000을 초과하지 못하도록 하는 것이다. FMVSS201U 법규는 자가인증 법규로 제조사에서 자체 검증을 실시해야 하며, 그 결과를 NHTSA에 제출해야 한다. 신규 차량 개발이 증가하면, 시험 일정의 중복으로 인해 일정이 지연되고 그에 따라 성능 개선사항이 후속 개발 이벤트에 반영되지 못하는 문제점이 있으며, 이에 대한 대응방안으로 시험차량을 자동차 부품 업체에서 수령하여 자체적으로 시험 검증하는 방법이 있지만 개발단계 차량 제작대수의 한계와 보안상의 문제로 이 마저도 어려운 상황이다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해 본 연구에서는 BIW를 활용한 시험 Process를 구축하고 시험을 실시하여 그 결과를 실차 시험 결과와 비교하였다.
서동조(Dongjo Seo),곽윤근(Yungeun Gwak),고형진(Hyougjin Ko),이병우(Byeongwoo Lee) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
폴리우레탄은 폴리올(Polyol, 2개 이상의 –OH를 갖는 화합물)과 이소시아네이트(Isocyanate)의 연속된 우레탄 결합으로 형성되는 고분자 화합물로, 우수한 흡음 성능과 단열 성능으로 자동차 산업에 많이 이용되고 있다. 폴리우레탄은 원액 배합비에 따라 경질, 반경질, 연질로 나뉘는데, 경질은 파이프, 냉장고 등에서 단열재로 사용되며, 반경질은 자동차 Head Lining, Dash Insulation, Hood Insulation, 핸들 In-Panel 등 차음성과 충격저항성이 요구되는 부품에서, 연질은 Iso Pad, 자동차 시트 등 흡음 성능이 요구되는 부품에 적용되고 있다. 최근에는 생산기술의 발전 및 디자인적 요소 고려사항이 증대됨에 따라 자동차 부품의 형상이 복잡해지고 있는 실정이다. 이로 인해 다양한 형상의 폴리우레탄 발포가 요구되기 시작했고, 발포가 이루어지지 않는 미발포 영역이 증대되어 부품생산에 어려움을 겪고 있다. 생산 현장에서는 미발포가 발생할 경우 제품의 형상 변경을 통한 폴리우레탄의 흐름성 개선, Vent를 통한 발포 가스 배출, 금형 온도 조절 및 주입량 조절 등을 통해 개선을 실시한다. 이러한 개선사례는 수많은 Try-Out 및 금형 수정을 수반하게 되며 이로 인한 시간적, 금액적 손실이 발생되는 원인이다. 따라서 폴리우레탄 발포에 관한 선행 시뮬레이션으로 시간적, 금전적 손실을 줄이고자 하는 노력이 계속되고 있다. 이에 본 연구에서는 상용 소프트웨어인 Inspire PolyFoam을 이용해 반경질 폴리우레탄폼에 대한 선행 시뮬레이션 환경을 구축하고, 반경질 폴리우레탄폼에 대한 시뮬레이션 과정에 대하여 기술하고자 한다.
FMVSS 201U 법규 만족을 위한 B필라부 구조 최적화 해석적 연구
고형진(Hyongjin Ko),곽윤근(Yungeun Gwak),김민찬(Minchan Kim),이병우(Byeongwoo Lee),서동조(Dongjo Seo),이승현(Seounghyun Lee) 한국자동차공학회 2021 한국 자동차공학회논문집 Vol.29 No.12
The National Highway Traffic Safety Administration enacted the FMVSS201u in 1998. The regulation content shall be defined as the HIC(d) value of less than 1,000 in the event of a traffic accident, and shall be lower than the passenger injury AIS grade 3. In this study, the Taguchi method and CAE were performed on the upper part of the B pillar, the most vulnerable part of the FMVSS201U compliance test, to optimize space. The noise factor was used as the FMH launch speed to respond to changes in speed, while the control factor was optimized in four places where FMH directly hit. Furthermore, component stiffness was adjusted to further improve HIC(d) performance and satisfy government regulations.