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VCM 모델을 이용한 차체 사이드 임팩트의 차체구조 강건 설계에의 적용

전문가 제언: ○ 근래에 와서 FEM에 의한 충돌해석과 같은 대단히 높은 비선형 현상에 대해서는 상세 FEM 모델과 간이 FEM 모델의 복합 근사수법인 VCM 모델의 개념을 적용한다. 이 VCM 모델은 최적화 탐색에 있어서 계산정확도의 확보와 계산시간의 단축을 함께 실현할 수 있는 수법으로서 NASA의 HSCT(High Speed Civil Transport) 설계 프로세스의 개념 설계에서 제안되었으며, 많은 실적을 올려 왔다.

– 또한, FEM에 의한 충돌성능의 강건 설계에 대해 VCM 모델의 기본 개념은 첫째, 상세 메시(mesh) 대신에 거친 메시의 모델을 사용하며, 여기서는 리매시(re-mesh)에 의해 오리지널 형상을 충실하게 재현한 FEM 모델을 구축한다. 둘째, 거친 메시를 사용함과 동시에 아워글라스 컨트롤 기능을 가지는 저감 적분요소를 사용한다. 그리고 셋째, 실험계획법의 반복계산에 있어서는 시뮬레이션 시간을 짧게 잡고, 그 후의 거동은 추정한다는 것이다.

○ FEM에 의한 충돌해석에 대해 VCM 모델의 개념을 제안하고 차체 측면충돌의 강건 설계에의 적용을 검토한 결과 오리지널 모델을 베이스로 VCM 모델을 구축함으로써 해석 코스트가 약 1/6로 삭감되었다. 그리고 강건 해를 예측하고 센터 필로에 있어서 가장 변형이 많은 계측점에서는 침입량의 표준편차와 평균치가 초기설계보다 각각 19%와 13% 저감되었다. 앞으로의 과제로는 중량에도 기준을 설정하고 판 두께가 단순히 증가하는 것을 방지하고 재료종류를 인자에 부가하며, 변형 모드의 자동판정 기술의 확립을 생각할 수 있을 것이다.

저자: Masahiro Awano
자료유형: 학술정보