본 논문에서는 LS-DYNA를 활용한 원자력발전소 설치 로드블록 차량 시뮬레이션 방법을 소개한다. 차량 강습 위협이 원자력 발전 소의 설계기준위협으로 포함된 이후로 차량 강습을 대비하기 위한 차량 방벽(Anti-ram barrier)의 성능 평가 소요가 커지고 있다. 차량 방벽은 일반적으로 충돌 실험을 통하여 성능을 인증 받는다. 하지만 국내에서는 차량 방벽에 대한 성능 시험 시설이 마련되어 있지 않 아, 시뮬레이션을 통한 차량 방벽 성능 검증이 필요하다. LS-DYNA는 충돌 시뮬레이션에 특화되어 있으며, NCAC를 비롯한 여러 기 관에서 충돌 시험과의 타당성 검증을 완료한 수치 모델을 배포하고 있다. 본 논문에서는 로드블록의 가장 핵심적인 차량 차단막 모듈 의 FE 모델을 구축하여 충돌 시뮬레이션을 수행하였다. 계산된 결과는 NCHRP 179의 차량 안전 시설 충돌 시뮬레이션 검증 기준을 준용하여 검증하였다. 그 결과 모래시계 에너지(hourglass energy)가 총 에너지의 5%를 넘지 않고 내부 에너지의 10%를 넘지 않는 것 을 확인하였으며, added mass가 1% 미만으로 기준인 10%를 넘지 않는 것을 확인하였다. 향후 FE 모델을 활용하여 물리적 방벽의 성 능을 평가하여 데이터 베이스를 구축할 예정이다.

Prior to the design and production stages of the center pillar, the structural analysis must be carried out at the concept stage. Commercial softwares for the structural analysis provide benefits such as performance prediction and deformation. In this study, the structural analysis using SolidWorks was performed to investigate the stress and displacement characteristics of the center pillar for two types of collision positions and velocities. As the impact velocity increased, the maximum equivalent stress and displacement of the center pillar were larger. In the case of passenger cars, the equivalent stress and displacement according to the velocity change increased by about 133% and 116% at 16.5m/s , based on 5.5m/s . Also, the equivalent stress and displacement in the SUV car increased by about 119% and 378%, respectively

This study carried out real car crash simulation of composite post structures for road facilities. The effects of different material properties of composites for various parameters are studied using the LS-DYNA finite element program for this study. In this study, the existing finite element analysis of steel post structures using the LS-DYNA program is further extended to study dynamic behaviors of the structures made of various composite materials. The numerical results for various parameters are verified by comparing different models with displacements and stress distribution occurred in the post and car.

본 논문에서는 탄소 섬유 강화 플라스틱 샌드위치 복합재료의 시뮬레이션 해석을 통해 기계적 충격특 성에 대해 연구를 하였다. 스트라이커에 30 J, 60 J, 100 J의 충격에너지를 부여하여 고정 된 시험편에 충격을 가했다. 시뮬레이션 해석 방법은 ANSYS를 이용하여 실제와 같은 경계조건을 주며 유한요소해 석을 진행하였다. 그 결과는 100J의 충격에 에너지를 가해졌을 때 스트라이커가 시험편을 완전히 관통하는 모습이 보이고 충격에너지 30J과 60J일 때는 스트라이커가 시험편을 관통하지 않았다. 본 연구의 결과로 탄소 섬유 강화 플라스틱과 알루미늄 폼으로 조립한 복합재료의 구조적 안전성을 예측과 구조적 안전성이 높이는 사료가 된다.

Tapered double cantilever beam (TDCB) specimens are the most commonly used test configurations to measure the fracture toughness of composites and adhesive joints. The material used in this study is aluminum alloy. For the impact analysis, load and displacement applied from pin onto end block as well as the crack energy release rate are calculated and compared with the finite element analysis results. The energy release rate increases with the velocity increases. As TDCB model with the same condition as experiment is simulated and analyzed, the fracture behavior can be estimated with the analysis result similar to experiment. The simulation results can be agreed with experimental graph and all experimental data at this study can be verified. These experimental results can be applied into real field effectively. It is found that the energy release rates measured from impact tests on the specimens can be predicted by the finite element model suggested in this study.

본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 강재-FRP 합성 교량용 방호울타리의 성능을 분석하였다. FRP는 Surface veil, DB 그리고 Roving 섬유로 구성하였다. FRP의 적층을 고려하기 위해 LS-DYNA에서 제공하는 재료모델 MAT58을 사용하였다. 강관과 FRP의 접촉조건을 고려하기 위해 Spot weld 옵션을 사용하였다. 실차충돌 실무 업무편람에 따 라 구조적 강도성능, 탑승자 보호성능 및 충돌 후 차량의 거동에 대한 성능평가를 실시하였다. 강재-FRP 합성 방호 울타리는 성능평가를 만족하였다.

차선을 벗어난 승용차가 기초에 강결된 표지판 지주에 충돌할 경우 차량이 받는 충격과 변형은 탑승자의 안전을 위협하게 되므로 분리지주를 쓰는 것이 일반적이다. 국도에서 1200mm×1200mm의 단일노선표지에 사용되는 직경 101.6mm, 두께 4.0mm의 강관지주가 기초에 강결되었을 때와 Clip형 분리장치를 갖는 경우에 대한 820kg-50kg-정면 충돌 시 차량과 지주의 거동을 LS-DYNA 시뮬레이션을 통하여 비교 분석하였다. 분리식 지주 충돌 시뮬레이션 결과는 동일한 조건의 충돌실험 결과와 비교하여 신뢰도를 높였다. 강결된 원형지주에 대한 충돌 시뮬레이션 결과 탑승자 안전지수(THIV, PHD)와 차량의 변위가 탑승자의 안전을 위협하는 수준으로 나타났으나 Clip형 분리장치를 갖는 지주에 대한 충돌 시뮬레이션 결과 충돌 시 지주의 분리로 감속도가 현저히 줄어들어 안전한 것으로 확인되었다.