This paper is concerned with the crashworthiness evaluation of asymmetric hat-type rectangular tube that is an idealized specimen of front side member. Front side member which is a part of an auto-body absorbs most of crash energy in frontal car crash. Generally front side member is a symmetric hat-type tube. But for the easiness of installing engine mount, asymmetric hat type tubes are used for front side member. There are many studies about symmetric hat-type tubes but studies about asymmetric hat-type tube are hardly ever seen.
Asymmetric hat-type specimens are made of cold rolled steel sheet. There are five types of asymmetric hat-type specimens whose welding method, welded pitch and flange width are different. It is reasonable that the crashworthiness is evaluated by dynamic crush test results but dynamic crush test is complicated and need an expensive crash tester. So, crashworthiness is evaluated by static crush test results often. In this research, static and dynamic crush test is complicated and need an expensive crash tester. So, crashworthiness is evaluated by static crush test results often. In this research, static and dynamic crush tests of asymmetric hat-type specimens were carried out and the crashworthiness of asymmetric hat-type specimens was evaluated.
To verify the experimental results, finite element analysis were performed. The results of finite element analysis of asymmetric hat-type specimens also shows same tendency with the experimental results. The experimental results shows that the asymmetric hat-type specimens are not deformed in a consistent manner, but arbitrarily. To impose small disturbance in crush tests, the angle of the moving wall was increased or decreased slightly. And dynamic crush analysis of asymmetric hat-type specimen was performed. And the results also showed highly arbitrary collapse modes.
본 논문에서는 프런트 사이드 멤버의 간략화된 형태인 비대칭 모자형 사각관의 충돌 성능 평가를 수행하였다. 프런트 사이드 멤버는 자동차의 정면 충돌 시 대부분의 충돌에너지를 흡수하는 중요한 부재이다. 일반적으로 프런트 사이드 멤버는 대칭 모자형 사각관의 형태이나 엔진 마운트 체결 용이 등을 위해 비대칭 모자형 사각관이 쓰이고 있다. 대칭 모자형 사각관의 압궤 특성에 관한 연구는 많이 수행되어 왔으나 비대칭 모자형 사각관의 압궤 특성에 관한 연구는 거의 수행되지 않았다. 비대칭 모자형 사각관 시편은 냉연강판으로 만들어지며 용접 방법, 용접 피치, 플랜지 너비가 각각 다른 다섯 종류이다. 충돌 성능은 동적 충돌 실험 결과를 바탕으로 평가되는 것이 합리적이나 충돌 실험이 어려우며 비싼 장비가 필요하다. 따라서 흔히 정적 압궤 실험을 통해 충돌 성능을 평가한다. 본 연구에서는 정적 및 동적 압궤 실험을 통해 비대칭 모자형 사각관의 충돌 성능을 종합적으로 평가하였다. 실험 결과를 검증하기 위해 유한요소해석을 수행하였고 실험 결과와 같은 경향을 보임을 확인하였다. 실험 결과에서 비대칭 모자형 사각관은 붕괴모드를 보이는 것이 아니라 임의적인 붕괴모드를 보였다. 이러한 붕괴모드의 임의성을 모사하기 위해 압궤 실험상의 작은 편차를 부과하였으며 동적 압궤 해석 결과 실험 결과와 마찬가지로 임의성이 강한 붕괴모드를 보였다.
