자동차범퍼 설계

소개

자동차의 차체는 프레임에 부착된 스프링이 장착된 범퍼에 의해 보호되는데 무게 17.5kN의 자동차가 강체인 벽과 8km/h/의 속력으로 정면충돌 했을 시 스프링이 75mm 이상의 변형 없이 멈출 수 있도록 범퍼를 설계하려 한다. 이 설계는 ‘운동 에너지가 차체의 다른 부분으로는 전달되지 않고 오직 스프링에만 전달된다.’ 는 가정 하에 이루어졌다. 그리고 충돌 순간부터 차량이 정지 될 때까지 과정동안에 일어나는 하중과 변위와의 관계 및 변위와 속도와를 관계를 알아보려 한다.

목차

1. 개요

2. 범퍼 설계
1) 스프링의 선택
2) 범퍼
(1) 정의
(2) 설계
(3) 설계에 사용된 원리
3) 문제 해결을 위한 가정

3. 동역학적 문제 해석
- 이론적 접근
- 문제의 해결

4. 최종 결과
- Graph

5. 토의

본문내용

1. 개요
자동차의 차체는 프레임에 부착된 스프링이 장착된 범퍼에 의해 보호되는데 무게 17.5kN의 자동차가 강체인 벽과 8km/h/의 속력으로 정면충돌 했을 시 스프링이 75mm 이상의 변형 없이 멈출 수 있도록 범퍼를 설계하려 한다. 이 설계는 ‘운동 에너지가 차체의 다른 부분으로는 전달되지 않고 오직 스프링에만 전달된다.’ 는 가정 하에 이루어졌다. 그리고 충돌 순간부터 차량이 정지 될 때까지 과정동안에 일어나는 하중과 변위와의 관계 및 변위와 속도와를 관계를 알아보려 한다.
2. 범퍼 설계
1) 스프링의 선택
많은 형태와 재료의 스프링이 있지만 일반적으로 가격이 저렴하고 성능이 뛰어난 압축 코일 원형 스프링을 사용하였다.
설계 과정에서 총 8개의 스프링이 사용 되었는데 문의결과 스프링 하나에
4000~5000원에 제작 가능 하므로 총 4만원 이하의 가격으로 충분히 설계가 가능하다.
(문의처 : www.springaz.com tel : 031 -767 - 6383 (주) 건영 )
<압축 코일 원형 스프링>
2) 범퍼
(1) 정의 : 자동차 앞 뒤 차체에 장치하는 완충 부속 장치로 자동차가 충돌하였을 때, 차체, 승객, 화물 등을 보호하고 상대방에게 주는 손상을 줄이는 역할을 한다. 범퍼 시스템은 차종에 따라 다르나 일반적인 경우 범퍼 커버(또는 페시아(Fascia))와 백빔, 에너지 흡수재(absorber)로 구성되어 있고 신규 자동차 출시 전 수회의 모의 충돌 테스트(5mile, 2.5mile test)를 거쳐 안전성을 확인한다.
(2) 설계
공간의 확보를 위해 하나의 스프링 공안 안쪽에 다른 하나의 스프링이 들어가 있다.

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참고자료

· 없음