적층구성이 다른 경량화용 CFRP 적층부재의 동적특성

Abstract

자동차의 충돌에 의한 교통사고는 경사방향을 포함한 전면충돌의 경우가 측면이나 후면으로부터의 충돌에 비해 많이 발생하는 사고 형태이기 때문에 전면충돌의 안전성능에 대한 차량개발이 중요한 문제 중의 하나이다. 또한, 자동차 설계 시 탑승자들의 안전뿐만 아니라, 배기가스를 줄이려는 친환경적인 면과 연비를 향상시키며 에너지 효율을 높이려는 경제적인 면을 고려해 설계 되어야 하므로 연비개선 및 배기가스 규제에 대한 차량의 경량화에 많은 연구가 진행되고 있다. 1)~5) 따라서, 차량의 설계 단계에서는 차량전체의 전면 충돌을 예측하기 전에 사이드부재와 같이 충돌 시 에너지흡수가 크고, 간단한 구조부재에 대해서 압궤거동과 에너지흡수특성을 정확히 파악 하는 것이 중요한 문제이다. 특히, 적층구성의 차 즉 CFRP구조부재의 형상(원형, 사각), 계면수 및 적층각의 차이에 따른 에너지흡수 능력과 충격속도의 크기에 따른 충격특성을 정량적으로 고찰할 수 있도록 하려고 한다.|Traffic accidents from automobile collision are mostly occurred in frontal and slant angle than side or rear collision. Therefore, safety performance of frontal collision is one of the biggest concerns. To reflect this demand, many studies on light-weighted vehicle have been conducted to improve not only fuel mileage and environment-friendliness but also passenger safety during structural design. Therefore, crushing behavior and energy absorption characteristics of side member, which shows larger energy absorption and is in simple shape, should be precisely understood before predicting frontal collision behavior in design phase. However, various features and safety requirements induced the attachment of many components and addedthe weight into vehicle. Design of car body should consider not only safety but also weight reduction. Therefore, CFRP structural member, which has superior specific strength and rigidity, and can have optimized characteristics according to stacking angle, is adopted for vertical collision test to study collision and crushing characteristics. Scale of impact energy is automatically adjusted by the falling of specially designed cross head. From the mass of cross head and falling speed, impact energy can be calculated. Especially, influences of stacking configuration, shape of CFRP structural member shape (circular, rectangular), interface number, and stacking angle are quantitatively evaluated in terms of energy absorption and magnitude of collision speed.