복합조직강의 고속인장 결과를 이용한 컴퓨터 전산모사와 실제 충돌시험 결과와의 비교 연구

Abstract

최근 국제적으로 환경규제가 강화되면서 자동차 산업에서는 에너지효율 향상에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 경량화에 따른 승객의 안전성 확보 또한 중요한 인자로 인식되고 있다. 뿐만 아니라, 자동차 디자인이 복잡해지고 소비자 욕구가 다양화됨에 따라 고강도이면서 가공성과 성형성이 우수한 강의 필요성이 증가하고 있다. 연한 Ferrite와 강도가 높은 Martensite의 두상이 혼합된 DP강(Dual Phase Steel)은 우수한 가공성과 높은 강도를 동시에 확보하며, 다른 고장력강에 비해 합금원소가 단순하여 scrap에 대한 재활용성 또한 뛰어나다. 이에 따라, 자동차업계와 철강업계에서는 DP강에 대한 관심은 높아져왔고, 이러한 DP강을 자동차에 적용하기 위해서는 고속변형 특성, 다시 말해 동적거동에 대해 충분한 이해가 필요하다. 충돌특성의 경우 재료의 변형이 고속인 점을 감안하여 변형률 속도를 제어한 기계적 물성치가 필요하다. 변형률 속도에 영향을 받는 재료의 동적 물성치는 시험조건이 까다롭고 오차 또한 심하다. 그러나 자동차의 안전성 검토를 위해서 행해지는 구조해석을 위해서는 신뢰도가 높은 실험 결과가 요구된다. 본 연구에서는 SRL 용융도금강판에 대해 10-4~300/s까지의 변형속도에서 인장 특성을 평가하였고, 고속인장시험으로부터 얻은 True stress-strain curve 값으로 컴퓨터 해석 프로그램 LS-DYNA를 사용해서 충돌특성을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 또한 실제 충돌테스트를 실시하여 시뮬레이션과 비교를 통해 고속인장 결과를 이용한 전산모사의 신뢰도를 확인해 보았다.