저속 충돌 테스트를 위한 크래시박스 최적설계 Ⅰ

이번 호에서는 자동차의 저속 충돌 시 적절한 에너지 흡수가 가능한 부품 설계와 다른 부품의 손상이 없도록 적절한 간격을 유지하기 위한 최적설계 방법을 살펴보고자 한다.

■ 이주완
한양대학교 기계공학 대학원을 졸업하고 다쏘시스템코리아 시뮬리아 기술팀의 솔루션 컨설턴트로 근무 중이다. 관심 분야는 구조해석 및 최적화이다.
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완성차 업체 및 자동차 부품업체에서는 소비자의 품질 요구도 증대와 세계 각국의 안전기준 강화 등 급변하는 세계 자동차 시장에 대응하기 위하여 제품의 성능 및 품질 향상은 물론 가격 경쟁력 확보, 개발 기간 단축 등에 노력을 기울이고 있다.
자동차의 충돌 안정성은 승객 안전을 위하여 매우 중요한 요구 성능 중 하나이다. 저속 충돌 시 일차적인 에너지 흡수를 하는 범퍼는 승객의 직접적인 보호와는 거리가 있지만, 충돌 시 차체, 차체 부속 및 승객을 보호해주는 역할을 하는 부품으로 각국에 법규 및 상품성 테스트 성능 향상을 위한 설계가 필요하다.
이에 따라 최적설계 프러시저(procedure) 정립이 필요한데, 이번 호에서는 저속 충돌 시 적절한 에너지 흡수가 가능한 부품 설계와 다른 부품의 손상이 없도록 적절한 간격을 유지하는 최적설계 방법을 전달하고자 한다.

■ 자동차 부품의 개념설계 및 최적설계 프러시저 정립 필요
■ 충돌법규 대응을 위한 적절한 변형 및 에너지 흡수 가능한 부품 설계 필요
■ 범퍼 임팩트 빔과 그 후방에 위치하는 부품들 사이에 적절한 간극 유지 필요

실제 저속 충돌임에도 차량 가격의 30%가 넘는 비용을 지출하기도 한다. 저속 충돌은 승객 안전 성능보다는 수리비에 직접적인 영향을 미치고 보험료 인상에도 반영된다. 저속 충돌의 경우 상해보다는 차량 수리비 관점으로 보험료 산정에 중요한 역할을 아며, 소비자의 차량 구매 결정에도 큰 역할을 한다고 할 수 있다.