[공학기술]차량 사이드 도어의 임팩트 바 안전설계

소개글

기계요소설계라는 과목에서 수행하였던 기술보고서 중 하나입니다.
차량 사이드 도어 안에는 임팩트 바 라는 충격 방지용 바가 있는데, 이를 해석하고 설계했던 보고서입니다.

목차

1. 서론
2. 구조모델 및 항복이론
(1) 구조모델
(2) 항복이론
3. 결과 도출
4. 설계 분석
5. 결론

본문내용

(1) 구조 모델
먼저, 목적에 맞는 구조 모델(structural model)을 세우고 일어날 수 있는 극한의 상황을 세워야 한다. 설계한 모델이 그 상황에서 버텨낼 때 설계는 성공적이라 할 수 있을 것이다.
구조 모델은 인터넷을 이용해 수집한 사진을 바탕으로 정하였다. 실제 차량에 적용되고 있는 치수를 적용하려 하였으나, 설계도면이나 제원에 대한 정보를 얻기가 어려워 사진을 토대로 치수를 설정하기로 하였다. 또한 재료(material)에 대한 정보도 얻을 수 없어 나름대로 재료를 선정했고, 교과서를 이용하여 물성치(properties)를 얻었다.
모델의 형상은 항복 이론 적용 시에 복잡한 계산을 피하기 위해 단순화하기로 하였다. 설정한 구조 모델과 그 물성치는 다음과 같다.
․ Material : Steel Alloy (s-5)
․ Young`s modulus, E = 206.8 GPa
․ Yield Strength, Sy = 1931 MPa
․ Density, = 7.8x103 kg/m3
테스트 조건은 다음과 같다.
․ 접근 차량의 질량, m = 1000 kg
․ 접근 차량의 상대 속도, v = 50 km/h
※ 보통 승용차의 질량은 1톤 정도로 알고 있으며, 피해 차량이 멈춰 있는 상태에서 추돌하는 경우는 거의 없다고 보았기 때문에 상대 속도가 50km/h라는 상황을 설정했다.
충격 해석(Impact Analysis)에서 복잡한 계산을 피하기 위해서는 모델 뿐 아니라 상황도 단순화(Simplification)해야 했다. 용이한 해석을 위해 세운 가정(assumption)은 다음과 같다.

참고 자료

(1) Robert L. Norton, 2006, Machine Design - An Integrated Approach, p. 74~284
(2) James M. Gere, 2004, Mechanics of Materials, p.264~291, p.594~686
(3) 신동명 ․ 임석현, 1997, “자동차 설계”, p.160~192
(4) 이강용, 2004, “응력 해석 및 재료 거동학”, P.39 ~100
(5) Horst Bauer, 2000, Automotive Hand-
book, p.42~43, p.186~210