프리미엄 라인 플래그십 대형 SUV 천장충돌해석

H그룹의 G브랜드 메인 스트림 SUV 천장 강성 연구를 위한 C pillar 변경 및 차량 용접방법 번경에 대한 수치(구조)적 방법 검토 및 정립

1. 과제 개요

• 과제명: 프리미엄 플래그십 대형 SUV 천장 강도(Roof Crush) 및 FMVSS 216 규제 대응 충돌해석
• 역할: 프로젝트 실행 총괄(Acting PI), 시뮬레이션 환경 최적화 제안, C-Pillar 구조 대안 설계 및 비교 분석
• 핵심 목표: 전복 사고 시 승객 보호를 위한 천장 강도 확보 및 C-Pillar 단면 최적화를 통한 중량 대비 강성 극대화

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2. 주요 수행 업무 및 성과

① LS-DYNA 버전 호환성 및 환경 최적화 제안 (S/W Technical Solutions)

대규모 컨소시엄이나 협력사 간의 데이터 교환 시 발생하는 소프트웨어 버전 문제를 선제적으로 해결했습니다.

• 버전 호환성 가이드라인 수립: LS-DYNA 버전별(R9, R11, R12 등) Key-file 호환성 검토 및 통합 해석 환경 구축 제안.
• 솔버(Solver) 최적화: 공유 메모리(SMP)와 분산 메모리(MPP) 병렬 처리 방식에 따른 해석 결과의 일관성 검증 및 해석 시간 단축을 위한 타임스텝(Time-step) 제어 전략 수립.
• 레거시 데이터 마이그레이션: 구버전 모델을 신규 버전 솔버에서 구동할 때 발생하는 접촉 조건(Contact) 및 재료 모델(Material) 에러 해결 방법론 구축.

② C-Pillar 모델링 및 3가지 구조 대안 해석 (Structural Design Options)

대형 SUV의 하중 지지 핵심 부재인 C-Pillar의 설계를 3가지 안으로 구성하여 성능을 비교 검증했습니다.

• 고정밀 C-Pillar 모델링: 복잡한 폐단면 구조 및 보강재(Reinforcement) 배치, 스팟 용접(Spot Weld) 패턴을 반영한 FE 모델링.
• 3가지 설계안(Alt. 1, 2, 3) 수립:
  • Alt. 1 (Base): 현행 양산 사양 기반의 구조.
  • Alt. 2 (Material-focused): 초고장력강(UHSS) 적용 부위 확대를 통한 강성 보강안.
  • Alt. 3 (Geometry-focused): 단면 형상 변경 및 벌크헤드(Bulkhead) 추가를 통한 하중 분산 최적화안.
• 결과 비교 및 최적안 도출: 설계안별 하중-변위 곡선(Load-Displacement Curve), 에너지 흡수율, 변형 모드를 정량적으로 비교 분석하여 최적의 C-Pillar 사양 확정.

③ 천장 충돌(Roof Crush) 해석 수행 (Crash Simulation)

• FMVSS 216 / IIHS 규정 대응: 규정된 가압판(Platen) 각도 및 속도 조건을 준수하여 차량 중량의 4배(SWR) 이상을 견디는지 검토.
• 비선형 대변형 해석: 천장 변형에 따른 실내 침입량(Intrusion) 및 승객 생존 공간(Survival Space) 확보 여부 정밀 판정.
• 연결부 건전성 평가: 충돌 시 필러와 루프 레일 간의 용접부 파단 발생 가능성 분석.

④ 프로젝트 매니지먼트 및 보고서 완결 (Technical PM)

• 비교 분석 보고서 총괄: 3가지 설계 대안에 대한 해석 데이터와 경제성/양산성을 종합 고려한 최종 기술 보고서 집필.
• 해석 프로세스 표준화: 대형 SUV급 천장 강도 해석을 위한 표준 하중 조건 및 물성 설정 매뉴얼 제작.
• 의사결정 지원: 해석 결과를 바탕으로 설계 부서와 협의하여 최적의 C-Pillar 보강 시점을 결정하는 기술적 근거 제공.

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3. 핵심 역량 요약