안전벨트 앵커리지 안정성 평가 – ECE R14

NFX STR 자동차 외연적 비선형 동해석

해석배경

 

차량 충돌 시 안전벨트가 적절히 작동하는지 테스트하기 위하여 이 테스트를 수행합니다.  차량 충격량을 정적 하중으로 적용하고 벨트 앵커리지는 이 하중에 대해 견뎌내야합니다.  ECE R14테스트는 모든 고정 지점에서 충분한 강도 저항을 보장하는 테스트 중 하나입니다.


※ Peak G Force : 유럽의 차량 개발 인증에 대한 법규 조항

해석배경이미지1 해석배경이미지2

ECE R14 테스트의 하중 디바이스 (상) - 로딩장치에 고정된 안정벨트 (하)

 

해석목적

 

안전벨트 시스템의 안정성을 평가하기 위한 유럽의 인증시험(ECE R14)법규를 통과하는 차체를 설계하기 위함

 

해석모델 및 해석조건

 

BIW & 안전벨트 어셈블리 FE모델 재료 속성값 별BIW & 안전벨트 어셈블리 FE모델

BIW & 안전벨트 어셈블리 FE모델 (상) - 재료 속성값 별BIW & 안전벨트 어셈블리 FE모델 (하)

 

  • 노드 수 : 248,087개

  • 요소 수 : 243,375 개

  • 재료 : 시스템의 구성요소에는 아래 4가지 비선형 재료 모델이 되었으며,

        • 강도가 높은 부품의 경우 210Mpa – 800Mpa 범위의 응력이 발생합니다.

  •  

비선형 재료 속성표

 

재료 응력-변형률 곡선 (시계방향순 800Y-300Y-210Y-240Y)

 

이 테스트에서는 로딩 장치 위의 안전 벨트에 강한 힘이 가해집니다. 이 힘(정의된 하중)에 대하여 좌석시트 및 벨트 앵커리지를 포함한 시스템의 모든 구성 요소는 손상없이 견뎌야합니다.

 

하중-시간 그래프(좌) - 좌석시트 및 안전벨트 앵커리지 FE모델 및 하중조건 (우)

 

이 경우에는 로딩 장치가 안전벨트 또는 좌석시트에 직접 연결되어 있지 않아 접촉 및 미끄러짐이 발생할 수 있기 때문에 좌석 시트, 안전벨트, 안전벨트의 앵커리지 및 로딩 장치는 하나의 복잡한 운동학적 시스템을 형성하고 하중을 받는 구성에 따라 앵커리지 지점에 가해지는 하중이 결정됩니다. 여기서 하중 값은 차량 중량에 따른 ECE R14 규정에 의해 정의됩니다 (아래 표 참조).

 

ECE R14 실험 하중

 

해석결과

 

BIW & 안전벨트 어셈블리 FE모델의 변위 해석결과 (ISO 뷰)

 

이 테스트는 midas NFX 비선형동해석(외연적동해석)을 통해 수행되었습니다. 이 해석 수행 시에는 원하지 않는 동적 효과를 억제하기 위해 구조의 관련 고유 모드에 대해 글로벌 감쇠 상수를 올바르게 설정하는 것이 매우 중요하며, 아래 Effective Plastic Strain결과에 따르면 구조의 좌굴이 나타난 RH 상단의 A-필러 구조가 가장 취약한 부분으로 개선이 필요함을 알 수 있습니다. 

 

BIW & 안전벨트 어셈블리 FE모델의 Effective Plastic Strain 결과

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