• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.169-176
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• 2015

교량의 교각 설계시에는 설계기준에 의거하여 차량의 충돌에 대비한 적절한 방호시설 등이 고려되고 있으나, 지하차도의 기둥 설계시에는 차량의 충돌과 관련된 규정이 없다. 또한 지하차도의 기둥은 상대적으로 폭이나 두께가 작아서 차량의 충돌에 의하여 큰 손상이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 지하차도 기둥에 대한 충돌해석을 통하여 차량의 충돌에 의한 구조물의 손상을 평가하였다. 충돌해석에서는 지하차도 기둥의 물성과 형태 그리고 차량의 속도와 종류 등이 매개변수로 고려되었다. 수치해석 결과 지하차도 기둥이 심하게 손상되는 경우가 있었으며 따라서 지하차도의 기둥 설계시에는 차량 충돌에 대한 적절한 고려가 필요하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.393-400
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• 2014

구조물은 사고 혹은 테러에 의한 공격 등과 같은 차량에 의한 충돌에 노출되어 있으며, 차량 충격이 구조물의 주요 기둥에 발생 할 경우 구조물 전체가 연쇄붕괴로 인하여 붕괴 할 수 있다. 이 연구에서는 차량 충격하중을 받는 강재 기둥과 콘크리트 기초 상부 접합부의 거동 및 보강방법에 관하여 분석하였다. 충돌해석을 위하여 모델링 된 단일 강재 기둥의 크기와 기둥이 받는 축 하중의 양은 일반적인 3층, 6 m길이의 3경간 구조물의 1층에 위치한 기둥으로 가정하였다. 또한 충돌해석에 사용한 8톤 트럭은 미국 NCAC(National Crash Analysis Center)에서 제공한 모델을 사용하였다. 충돌 해석은 상용 유한요소 프로그램인 LS-DYNA를 사용하였으며 차량 충돌해석 해석 결과, 충격하중을 받는 기둥은 기초 상부 앵커볼트 및 접합부 형태에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.675-682
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• 2015

미국 AASHTO LRFD(AASHTO, 2012)나 국내의 도로교설계기준(2012)의 차랑충돌에 대한 교각설계기준을 참조하면 교각 설계 시 차량충돌에 대해 정적인 하중을 고려하도록 제시하고 있다. 한편 2003년 미국 네브래스카 주에 트럭이 교각에 충돌하여 교각 및 교량 상부구조가 붕괴되는 사고가 발생하는 등 차량충돌에 의한 교량붕괴사고는 홍수에 의한 교량붕괴사고에 이은 두 번째 요인으로 분류되기도 한다. 화물차량의 대형화와 도로시스템의 개선으로 인하여 이러한 사고가 발생할 가능성이 중가하고 있다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 교각 설계시 차량충돌에 대한 동적 해석을 수행하게 되면 많은 비용과 시간이 소요되어 실용적인 측면에서 연구결과가 쉽게 반영되지 못하고 있으므로 충돌해석 비용과 시간을 저감할 수 있는 모델축소법(model reduction)을 이용한 해석방법을 개발하였으며 그 효용성을 최종변위에 대해 직접충돌해석결과와 비교함으로써 평가하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권1호
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• pp.125-136
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• 2017

This study investigated the performance of a steel column standing on a reinforced concrete footing when it was subjected to collision of an eight-ton single unit truck. Finite element analyses of the structure with different connection schemes were performed using the finite element model of the truck, and the results showed that the behavior of the column subjected to the automobile impact depended largely on the column-footing connection detail. Various reinforcement schemes were investigated to mitigate the damage caused by the car impact. The probability of the model reinforced with a certain scheme to reach a given limit state was obtained by fragility analysis, and the effects of the combined reinforcement methods were investigated based on the equivalent fragility scheme. The analysis results showed that the reinforcement schemes such as increase of the pedestal area, decrease of the pedestal height, and the steel plate jacketing of the pedestal were effective in reducing the damage. As the speed of the automobile increased the contribution of the increase in the number of the anchor bolts and the dowel bars became more important to prevent crushing of the pedestal.

• 연구논문집
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• 통권24호
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• pp.97-106
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• 1994

Steering system is typically one of the vehicle parts that may injure an unrestrained driver in a frontal collision. Therefore, the engineers of vehicle safety parts researched the allowable injury criteria such as HIC(head injury criterion). chest acceleration and knee impact force. From their research, they recognized that development of energy absorbing steering system was necessary to protect the driver. Energy absorbing parts of steering system consist of shear capsule, ball sleeve and shaft assembly. We performed the modelling and dynamic analysis of the energy absorbing steering column with the unrestrained driver model. The conclusions of this study are as follows. 1) The variation of column angle has an important effects on the dynamic responses of steering system and driver behavior. 2) The energy absorbing steering system satisfies the safety criterion of FMVSS 203, 208, but not the safety criterion of FMVSS 204.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.533-542
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• 2014

본 연구에서는 차량과 교각의 직접충돌해석을 통하여 기존 설계기준(도로교설계기준, AASHOTO LRFD)에서 아직 고려하고 있지 않은 동적영향을 고려한 실제 교각의 충돌 파괴 거동을 다양한 경계조건별로 검토하였다. 선정된 차량은 10톤, 16톤, 38톤의 Cargo 트럭이며 교각은 경부고속도로 상 일반적인 제원으로 선정하였다. 해석결과 가장 많은 파괴는 상부구조의 고려없이 교각의 상부면을 구속하였을 시에 발생하였으며 상부구조는 2차적인 영향을 교각에 전달하기 보다는 충돌에너지를 일부 흡수하는 역할을 하며 파괴를 감소시키는 것으로 확인되었다. 또한 해석의 효율성을 위해 차량과 강체간 충돌시 발생하는 충돌하중이력곡선을 교각에 외력으로 부여한 간접충돌해석을 수행하고, 이를 직접충돌해석 결과와 비교하였다. 해석 결과 직접충돌해석 결과와 매우 유사하게 교각의 거동을 예측하는 것으로 확인되었으며 해석효율성 또한 높아져 해석시간은 약 92%정도 감소하였다. 이러한 간접충돌해석법은 다양한 기존 모델이나 다른 해석프로그램에도 쉽게 부여될 수 있어 그 활용범위가 증가할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권8호
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• pp.1577-1584
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• 2002

This paper develops a finite element model for studying the occupant behavior and injury cofficients of a large-sized cab-over type truck. Since it does not have a room to absorb collision energy and deformation in front of the passenger compartment the deformation is directly transmitted to the passenger compartment. Moreover, since its steering column is attached on the frame, severe deformation of the frame directly affects on the steering wheel's movement. Therefore, if the occupant behavior and injury coefficients analysis is performed using a finite element model developed based on a sled test, it is very difficult to expect acquiring satisfactory results. Thus, the finite element model developing in this paper is based on the frontal crash test in order to overcome the inherent problems of the sled test based model commonly used in the passenger car. The occupant behavior and injury coefficients analysis is performed using PAM-CRASH installed in super-computer SP2. In order to validate the reliability of the developed finite element model, a frontal crash test is carried out according to a test method used fur developing truck occupant's secondary safety system in european community and japan. That is, test vehicle's collision direction is vertical to the rigid barrier and collision velocity is 45kph. Thus, measured vehicle pulses at the lower parts of the left and right B-pilla., dummy chest and head deceleration profiles, HIC(head injury criterial) and CA(chest acceleration) values, and dummy behavior from the frontal crash test are compared to the analysis results to validate reliability of the developed model.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.535-546
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• 2010

최근 교량구조물의 증가와 더불어 차량 및 선박과 시설물 간의 충돌사고가 발생할 확률이 높아지고 있다. 특히 교량을 구성하는 상부구조와 하부구조 중에서 충돌에 의한 영향은 주로 교각 등의 하부구조가 받을 가능성이 크다. 교각에 차량 혹은 선박이 충돌하게 되면 교량 하부구조에 국부적인 손상을 유발하게 되며, 충돌사고는 훨씬 더 순간적이고 강한 물리적인 질량의 충돌을 동반할 수 있으며, 극단적인 경우 상부구조의 붕괴까지 유발할 수 있다. 그러므로 이 연구에서는 콘크리트 구조물인 교량의 교각과 같은 압축부재에 대한 설계 시 차량 등에 의한 충돌을 고려하고, 차량 충돌하중에 의한 손상지수를 정량적으로 평가하기 위해서 기존의 설계방법을 개선하고 새로운 구조물의 저항성능 평가방법을 정립하기 위하여 동적유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 교각단면, 차량의 충돌각에 따른 충격도, 축력 및 축력비, 콘크리트 강도, 주철근비와 횡방향 철근, 세장비 등을 변화시켜 케이스별 해석을 수행하였다. 이 연구 결과를 통해 콘크리트 구조물의 거동해석 및 설계기법을 Bayesian 통계방법을 이용한 만족도 곡선을 통해 충격하중을 받을 시의 성능 기반형 저항성능 평가방법을 개발하였으며, 이는 실제 충격하중에 의한 구조물의 방호성능 및 설계 시에 적절하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.