KR101327729B1 - Structure of front side member for retaining rigidity and leading deformation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프런트 사이드 멤버 구조에 있어서, 수평 단면이 파상형(波狀形)이고, 상기 프런트 사이드 멤버 내부의 외측에 삽입되는 수직 보강재 및 상기 프런트 사이드 멤버 내부의 내측에 설치되어 상기 수직 보강재를 향하여 측방으로 연장되는 하나 이상의 수평 보강재를 포함하여 구성되고, 외부 응력에 의한 상기 프런트 사이드 멤버의 좌우 변형 시, 상기 수직 보강재가 상기 수평 보강재를 압축변형하는 것을 특징으로 하는 강성 유지와 변형 유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a front side member structure, wherein a horizontal cross section is wavy, and a vertical reinforcement inserted into an outside of the front side member and an inside of the front side member are installed toward the vertical reinforcement. And one or more horizontal reinforcement extending laterally, wherein the vertical reinforcement compresses and deforms the horizontal reinforcement when left and right deformation of the front side member due to external stress. It's about the side member structure.

사이드 멤버, 킥업 Side members, kick up

Description

강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조{STRUCTURE OF FRONT SIDE MEMBER FOR RETAINING RIGIDITY AND LEADING DEFORMATION}STRUCTURE OF FRONT SIDE MEMBER FOR RETAINING RIGIDITY AND LEADING DEFORMATION}

본 발명은 정면 충돌 시의 승객 안전을 확보하고, 소음과 진동에 대한 강성 성능을 개선하기 위한 차량 프레임의 킥업부 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정면 충돌 시 차체 변형을 유도하고 진동성능을 향상시키기 위한 프런트 사이드 멤버 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a kick-up structure of a vehicle frame for securing passenger safety during a frontal collision and improving the stiffness performance against noise and vibration. More particularly, the present invention induces vehicle deformation and improves vibration performance during a frontal collision. To the front side member structure.

일반적으로 차대에 프레임이 적용된 차량이 정면 충돌할 때의 차체의 변형은 충돌 시의 충격을 완화하는 효과가 있다. 차체의 변형이 서서히 일어날수록 탑승자에게 전달되는 충격력 완화의 효과는 커진다.In general, the deformation of the vehicle body when the vehicle with the frame applied to the chassis is in front of the collision has the effect of alleviating the impact of the collision. The slower the deformation of the body, the greater the effect of mitigating the impact force transmitted to the occupant.

도 8a 는 차량의 샤시 프레임을 나타낸 사시도이며, 도 8b 는 차량의 샤시 프레임의 일부를 나타낸 평면도이며, 도 8c 는 차량의 샤시 프레임의 일부를 나타낸 측면도이다. 킥업(kick-up)이란 승용차나 버스 등에서 승하차를 편리하게 하고 자동차의 중심을 낮추기 위하여 차축이 설치되는 프레임을 위쪽으로 굽히는 것을 말한다. 도 8a, 도 8b 및 도 8c 에 제시된 바와 같이, 일반적으로 정면 충돌시 프레임의 변형을 용이하게 하도록 프런트 킥업부(KU)는 상방으로 굽혀짐과 동시에 내 측으로 굽혀져 있다.8A is a perspective view illustrating the chassis frame of the vehicle, FIG. 8B is a plan view illustrating a portion of the chassis frame of the vehicle, and FIG. 8C is a side view illustrating a portion of the chassis frame of the vehicle. Kick-up refers to bending a frame on which an axle is installed to facilitate getting on and off a car or bus and lowering the center of the car. As shown in FIGS. 8A, 8B and 8C, the front kick-up portion KU is generally bent upwards and inwards to facilitate deformation of the frame during frontal impact.

그러나 차량에서 발생하는 소음과 진동을 감소시키기 위해서는 차대 프레임의 굽힘 강성이 커야 하며, 또한 차량의 조정 안정성을 향상시키기 위해서는 프런트 사이드 멤버의 측면 강성을 증가시켜야 한다. 사이드 멤버(side member)란 차체의 측면을 구성하는 부재(部材)로서, 프런트 보디 필러에서 쿼터 패널에 이르는 부분을 말한다.However, in order to reduce noise and vibration generated in the vehicle, the bending rigidity of the chassis frame must be large, and the side rigidity of the front side member must be increased to improve the steering stability of the vehicle. A side member is a member which comprises the side surface of a vehicle body, and means the part which extends from a front body filler to a quarter panel.

그러므로 정면 충돌 시 차체가 변형 가능하되 완만하게 변형되도록 함과 동시에, 소음과 진동을 감소시키고 조정 안정성을 향상시키도록 프레임의 프런트 킥업부를 설계함으로써, 차량 운전자의 안전성을 확보하고, 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.Therefore, the front kick-up of the frame is designed to reduce the noise and vibration and improve the steering stability, while ensuring that the body can be deformed smoothly during a frontal collision, thereby ensuring the safety of the vehicle driver and minimizing the noise and vibration. can do.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 종래에는 프런트 킥업부에 부가되는 사이드 멤버에 격막을 보강하거나 내부 보강재를 삽입하여 프레임의 강성을 강화하였다.In order to achieve the above object, conventionally, the rigidity of the frame is reinforced by reinforcing a diaphragm or inserting an internal reinforcement into a side member added to the front kick-up part.

도 9a, 도 9b, 도 10a, 도 10b, 도 11 은 종래의 프런트 사이드 멤버 구조를 나타낸 도면이다. 상세하게는, 도 9a 및 9b 는 차량 충돌 시 에너지를 흡수하거나 변형을 유도하는 구조를 나타낸 도면이고, 도 10a 및 도 10b 는 차량의 킥업부 강성을 강화하기 위한 구조이며, 도 11 은 사이드 멤버 내에 격막을 삽입한 구조이다.9A, 9B, 10A, 10B, and 11 illustrate a conventional front side member structure. Specifically, FIGS. 9A and 9B are views illustrating a structure for absorbing energy or inducing deformation during a vehicle collision, and FIGS. 10A and 10B are structures for reinforcing kickup part rigidity of a vehicle, and FIG. The diaphragm is inserted.

종래의 사이드 멤버 구조에서는 도 9a 를 참조하면, 내부 프레임(91)과 외부 프레임(92)의 이중 구조를 가지는 사이드 멤버 구조로서, 평상시 상기 내부 프레 임(91)이 정면 충돌에 의해 후방으로 밀리지 않도록 상기 외부 프레임(92) 내에 격막(93)과 걸림홈(94)을 형성하였으나 충돌시 사이드 멤버를 완만히 변형시키는 데에 한계가 있다. 또한, 도 9b 를 참조하면, 충돌 시 사이드 멤버의 꺽임을 유도하기 위하여 사이드 멤버 측면에 홀(95a;95b;95c)을 형성하였으나 홀이 형성된 근방의 부위에만 진동 및 변형 에너지가 집중되는 단점이 있다.In the conventional side member structure, referring to FIG. 9A, a side member structure having a double structure of an inner frame 91 and an outer frame 92 is provided so that the inner frame 91 is not normally pushed backward by a frontal collision. Although the diaphragm 93 and the locking groove 94 are formed in the outer frame 92, there is a limit in gently deforming the side member during a collision. In addition, referring to FIG. 9B, holes 95a; 95b; 95c are formed on the side surfaces of the side members in order to induce bending of the side members during a collision, but vibration and deformation energy are concentrated only in the vicinity of the hole where the holes are formed. .

한편 다른 종래의 사이드 멤버 구조에서는, 도 10a 및 도 10b 를 참조하면, 프레임 내부의 사이드 멤버를 다층으로 형성하여 강성을 보완하였으나, 정면 충돌에 의한 변형을 유도하는데 불리한 단점이 있다.Meanwhile, in another conventional side member structure, referring to FIGS. 10A and 10B, the side members inside the frame are formed in multiple layers to compensate for rigidity, but have disadvantages in inducing deformation due to frontal collision.

또 다른 종래의 사이드 멤버 구조에서는, 도 11 을 참조하면, 킥업부로부터 운전석 측면까지 보강재(111)를 삽입하였으며, A 부분과 같은 곳에 상기 보강재(111)가 격막 형태로 삽입된다. 이 경우, 강성 유지와 소음 진동의 감소 효과는 뛰어나지만 공차 중량이 증가할 우려가 있다.In another conventional side member structure, referring to FIG. 11, the reinforcement 111 is inserted from the kick-up part to the driver's side of the driver's seat, and the reinforcement 111 is inserted into the diaphragm in the same position as the portion A. FIG. In this case, although the effect of maintaining rigidity and reducing noise and vibration is excellent, there is a fear that the tolerance weight increases.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량의 사이드 멤버 내부에 수직 보강재 및 수평 보강재를 설치함으로써, 소음과 진동을 감소시키고 조정 안정성을 향상시키도록 프런트 사이드 멤버의 강성을 향상시키고, 차량의 정면 충돌 시 프런트 킥업부의 완만한 변형을 유도하기 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by installing a vertical reinforcement and horizontal reinforcement inside the side member of the vehicle, to improve the rigidity of the front side member to reduce noise and vibration and improve the adjustment stability Therefore, the object of the present invention is to provide a front side member structure for inducing a gentle deformation of the front kick-up part in the frontal collision of the vehicle.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프런트 사이드 멤버 구조에 있어서, 수평 단면이 파상형(波狀形)이고, 상기 프런트 사이드 멤버 내부의 외측에 삽입되는 수직 보강재 및 상기 프런트 사이드 멤버 내부의 내측에 설치되어 상기 수직 보강재를 향하여 측방으로 연장되는 하나 이상의 수평 보강재를 포함하여 구성되고, 외부 응력에 의한 상기 프런트 사이드 멤버의 좌우 변형 시, 상기 수직 보강재가 상기 수평 보강재를 압축변형하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, in the front side member structure, a horizontal cross section is wavy and a vertical reinforcement inserted into the outside of the front side member and the inside of the front side member. And at least one horizontal reinforcement installed laterally toward the vertical reinforcement, wherein the vertical reinforcement compressively deforms the horizontal reinforcement when left and right deformation of the front side member due to external stress. It is done.

상기와 같이 구성되는 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버의 구조는 종래의 프런트 사이드 멤버 구조와 비교하여 다음과 같은 효과가 있다.The structure of the front side member for maintaining rigidity and deformation of the present invention configured as described above has the following effects as compared to the conventional front side member structure.

첫째, 수평 방향의 횡굽힘 강성을 보강하도록 수평 보강재를, 수직 방향의 종굽힘 강성을 보강하도록 수직 보강재를 삽입함으로써 강성을 보강하였다. 향후 기술될 강성 실험 데이터(도 15 참조)에 의하면 종래의 프런트 사이드 멤버 구조에 비해 횡방향으로 약 13%, 종방향으로 약 10% 의 강성이 향상되었음을 알 수 있다. 이는 강성의 향상으로 인하여 소음, 진동을 효과적으로 감소시키고, 조정 안정성을 확보할 수 있다.First, the stiffness was reinforced by inserting the horizontal reinforcement to reinforce the lateral bending stiffness in the horizontal direction and the vertical reinforcement to reinforce the longitudinal bending stiffness in the vertical direction. According to the stiffness experimental data (see FIG. 15) to be described later, it can be seen that the stiffness of about 13% in the lateral direction and about 10% in the longitudinal direction is improved compared to the conventional front side member structure. This can effectively reduce the noise and vibration due to the improvement of the rigidity, and can ensure the adjustment stability.

둘째, 정면 충돌 시 수직 보강재가 수평 보강재에 변형을 가함으로써, 프런트 사이드 멤버의 꺾임을 용이하게 하였다. 추후 기술될 충돌 성능 원리 해석(도 12 내지 도 14 참조)에 의하면 충돌로부터 약 10㎳ 이후 종래의 프런트 사이드 멤버에 비하여 약 50㎜ 덜 압축된 것을 알 수 있다. 이는 정면 충돌에 대하여 완만한 차체의 변형을 유도함으로써, 탑승자의 충격을 완화한다.Second, the vertical reinforcement deforms the horizontal reinforcement during frontal collision, thereby facilitating the bending of the front side member. Collision performance principle analysis (see FIGS. 12-14) to be described later shows that about 10 mm after compression from about 50 mm less compression than the conventional front side member. This induces a gentle deformation of the body to the frontal collision, thereby mitigating the impact of the occupants.

요컨대, 정면 충돌에 대한 탑승자의 충격 완화 효과와, 소음 및 진동을 막고 조정 안정성을 확보하기 위한 강성의 증대라는 두 과제를 동시에 해결하는 장점이 있다.In short, there is an advantage to solve the two problems at the same time, the impact of the passenger to the impact on the frontal impact, and to increase the stiffness to prevent noise and vibration and to ensure the stability of the adjustment.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 바람직한 실시예의 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of a preferred embodiment of the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention.

도 1 은 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2 는 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.1 is a perspective view schematically illustrating a front side member structure for maintaining rigidity and deformation of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating a front side member structure for maintaining rigidity and deformation of the present invention.

도면을 참조하면 본 발명은, 프런트 사이드 멤버 구조에 있어서, 수평 단면이 파상형(波狀形)이고, 상기 프런트 사이드 멤버(30a;30b) 내부의 외측에 삽입되 는 수직 보강재(10) 및 상기 프런트 사이드 멤버(30a;30b) 내부의 내측에 설치되어 상기 수직 보강재(10)를 향하여 측방으로 연장되는 하나 이상의 수평 보강재(20)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, in the front side member structure, the horizontal cross-section is wavy and the vertical reinforcement 10 inserted into the outside of the inside of the front side members 30a and 30b, and the It is configured to include one or more horizontal reinforcement 20 is installed inside the front side members (30a; 30b) extending laterally toward the vertical reinforcement (10).

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 프런트 사이드 멤버(30a;30b)는 외측 프런트 사이드 멤버(30a)와 내측 프런트 사이드 멤버(30b)를 포함하여 구성된다. 또한 그 내부에는 수직 보강재(10)가 삽입되어 있고, 수평 보강재(20)가 형성되어 있으며, 상기 외측 프런트 사이드 멤버(30a)와 상기 내측 프런트 사이드 멤버(30b)는 상기 수직 보강재(10)와 상기 수평 보강재(20)를 감싸도록 각각의 단부가 면접촉하여 결합하는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 1 and 2, the front side members 30a and 30b include an outer front side member 30a and an inner front side member 30b. In addition, a vertical reinforcement 10 is inserted therein, a horizontal reinforcement 20 is formed, and the outer front side member 30a and the inner front side member 30b are formed of the vertical reinforcement 10 and the It is preferable that each end is coupled in surface contact so as to surround the horizontal reinforcement 20.

도 3 은 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 단면부를 나타내기 위한 사시도이고, 도 4 는 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 A-A 방향으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이고, 도 5 는 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 B-B 방향으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이며, 도 6 은 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 C-C 방향으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.Figure 3 is a perspective view for showing a cross-section of the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view cut in the AA direction of the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention 5 is a cross-sectional view showing a cross section obtained by cutting the front side member structure in the BB direction for maintaining rigidity and deformation of the present invention, and FIG. 6 is a front view of the front side member structure for maintaining rigidity and deformation in the CC direction of the present invention. It is sectional drawing which shows the cross section cut | disconnected by.

도면을 참조하면, 상기 수직 보강재(10)는 수평 단면(C-C)이 파상형으로 삽입되며, 바람직하게는 사인 곡선(sine curve) 형태를 갖는 파상형인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 수직 보강재(10)는 상기 외측 프런트 사이드 멤버(30a)와 상기 수평 보강재(20)의 사이에 삽입되며, 상기 외측 프런트 사이드 멤버(30a)와의 접촉 면이 용접되는 것이 바람직하다.Referring to the drawings, the vertical reinforcing material 10 is a horizontal cross-section (C-C) is inserted into a wave shape, preferably characterized in that the wave shape having a sine curve (sine curve) form. In addition, the vertical reinforcement 10 is inserted between the outer front side member 30a and the horizontal reinforcement 20, the contact surface with the outer front side member 30a is preferably welded.

한편, 상기 수평 보강재(20)는 상기 내측 프런트 사이드 멤버(30b)와 상기 수직 보강재(10) 사이에 삽입되며, 상기 내측 프런트 사이드 멤버(30b)에 접촉하여 결합한다. On the other hand, the horizontal reinforcement 20 is inserted between the inner front side member 30b and the vertical reinforcement 10, and is in contact with the inner front side member (30b) to be coupled.

또한 상기 수평 보강재(20)는 상기 내측 프런트 사이드 멤버(30b)의 내측으로부터 측방으로 연장된다. 바람직하게는 상기 수평 보강재(20)는 수평과 5°내지 10°의 각도를 형성한다. 즉, 상기 수평 보강재(20)는 상기 내측 프런트 사이드 멤버(30b)의 내측면과 80°내지 85°의 각도를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 수평 보강재(20)는 측방으로 연장될 때, 수평에 대하여 상방으로 5°내지 10°의 각도를 형성하거나 또는 수평에 대하여 하방으로 5°내지 10°의 각도를 형성하는데, 하방으로 5°내지 10°의 각도를 형성하는 것이 보다 바람직하다.In addition, the horizontal reinforcement 20 extends laterally from the inside of the inner front side member 30b. Preferably, the horizontal reinforcement 20 forms an angle of 5 ° to 10 ° with the horizontal. That is, the horizontal reinforcing material 20 preferably forms an angle of 80 ° to 85 ° with the inner surface of the inner front side member 30b. The horizontal reinforcement 20, when extended laterally, forms an angle of 5 ° to 10 ° upwards with respect to the horizontal or 5 ° to 10 ° downwards with respect to the horizontal, but 5 ° to downwards. It is more preferable to form an angle of 10 degrees.

나아가 상기 내측 프런트 사이드 멤버(30b)의 내측에는 하나 이상의 상기 수평 보강재(20)가 접촉하여 결합하는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable that at least one horizontal reinforcement 20 is in contact with and coupled to the inner side of the inner front side member 30b.

이하 도면을 참조하여 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 작용을 상세하게 살펴본다.Hereinafter, the operation of the front side member structure for maintaining rigidity and deformation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 7a 는 차량 충돌 전 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 7b 는 차량 충돌 후 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 7a is a schematic cross-sectional view of the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention before the vehicle collision, Figure 7b is a cross-sectional view of the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention after the vehicle collision It is a schematic drawing.

도 7a 및 도 7b 를 참조하면, 상기 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조(100)는 외부 응력에 의한 상기 프런트 사이드 멤버(30a;30b)의 좌우 변형 시, 상기 수직 보강재(10)가 상기 수평 보강재(20)를 압축변형한다.7A and 7B, the front side member structure 100 for rigid maintenance and deformation induction may have the vertical reinforcement 10 when the left and right deformations of the front side members 30a and 30b are caused by external stress. The horizontal reinforcement 20 is subjected to compression deformation.

차량이 정면 충돌하면, 프런트 킥업부의 프런트 사이드 멤버(30a;30b)는 강한 응력을 받게 되어 좌우로 변형되어 꺾인다. 이때 상기 수직 보강재(10)가 맞닿은 상기 수평 보강재(20)에 압축력을 가하고, 압축력을 받은 상기 수평 보강재(20)가 상단 또는 하단으로 접힘으로써 상기 프론트 사이드 멤버 구조(100)의 꺾임을 용이하게 한다.When the vehicle collides in front, the front side members 30a and 30b of the front kick-up portion are subjected to strong stress and are deformed and bent left and right. In this case, a compressive force is applied to the horizontal reinforcing member 20 which the vertical reinforcing member 10 abuts, and the horizontal reinforcing member 20 subjected to the compressive force is folded to an upper end or a lower end to facilitate bending of the front side member structure 100. .

상기 프런트 사이드 멤버(30a;30b)는 강한 응력을 받으면 전술한 바와 같이, 변형을 일으키기 용이하지만, 약한 응력이나 진동 하에서는 상기 수평 보강재(20)가 수평 방향의 횡굽힘 강성을 보강하고, 상기 수직 보강재(10)가 수직 방향의 종굽힘 강성을 보강한다.As described above, the front side members 30a and 30b are easily deformed when subjected to strong stress, but the horizontal reinforcement 20 reinforces the horizontal bending stiffness in the horizontal direction under weak stress or vibration, and the vertical reinforcement 10 reinforces the longitudinal bending stiffness in the vertical direction.

상기 프런트 사이드 멤버(30a;30b)의 외측 모서리면에 하나 이상의 홀(40)이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 홀(40)은 상기 프런트 사이드 멤버(30a;30b)의 꺾임을 보다 용이하게 한다. 차량이 정면 충돌 시, 상기 홀(40) 부분에 응력이 집중되면서 상기 외측 프런트 사이드 멤버(30a)가 내측으로 꺽임이 발생하고, 상기 수직 보강재는 용수철과 같은 스프링 하중을 상기 수평 보강재(20)에 가한다. 상기 수평 보강재(20)가 상단 또는 하단으로 접힘으로써 상기 프런트 사이드 멤버(30a;30b)가 원활히 꺾이게 된다.Preferably, at least one hole 40 is formed at an outer edge surface of the front side members 30a and 30b. The hole 40 makes it easier to bend the front side members 30a and 30b. When the vehicle is in front of the collision, the stress is concentrated in the hole 40, the outer front side member (30a) is bent inward, the vertical reinforcement is a spring load, such as a spring to the horizontal reinforcement (20) Add. The front side members 30a and 30b are smoothly bent by folding the horizontal reinforcement 20 to the top or bottom.

이하 모의 실험 및 요소 분석을 통해 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 성능을 분석하도록 한다.Through the simulation and element analysis to analyze the performance of the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention.

도 12 는 모의 실험에서 정면 충돌 직전, 종래의 프런트 사이드 멤버 구조와 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 상태를 비교한 도면이고, 도 13 은 모의 실험에서 정면 충돌 5㎳ 이후, 종래의 프런트 사이드 멤버 구조와 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 상태를 비교한 도면이고, 도 14 는 모의 실험에서 정면 충돌 10㎳ 이후, 종래의 프런트 사이드 멤버 구조와 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 상태를 비교한 도면이다.FIG. 12 is a view comparing the state of the conventional front side member structure and the front side member structure for maintaining rigidity and deformation of the present invention immediately before the frontal collision in the simulation, and FIG. The conventional front side member structure is compared with the state of the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention, and FIG. 14 shows the conventional front side member structure and the rigidity of the present invention after a frontal collision of 10 ms in a simulation. Figures compare the state of the front side member structure for retention and deformation induction.

도 12, 도 13 및 도 14 에서, 상단의 그림은 프레임만으로 이루어진 프런트 사이드 멤버 구조의 외부형상 및 내부형상을 나타내고, 중단의 그림은 단순히 홀('비드'라고도 칭함)만이 형성된 프런트 사이드 멤버 구조의 외부형상 및 내부형상을 나타내며, 하단의 그림은 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 나타낸다. 중단과 하단의 그림은 홀이 추가되었으므로 화살표가 가리키는 곳에 변형유도부를 갖는다.12, 13 and 14, the upper figure shows the outer shape and the inner shape of the front side member structure consisting of the frame only, and the figure of the interruption is simply the front side member structure with only the holes (also called 'beads') formed. The outer shape and inner shape are shown, and the lower figure shows the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention. The figure at the middle and the bottom has a strain guide where the hole is added so that the arrow points.

단순히 홀만을 추가한 프런트 사이드 멤버 구조는 모의 실험에서 정면 충돌 이후 홀이 없는 구조와 비교하여 5㎳ , 10㎳ 시간의 흐름에 따라 거의 차이를 보이지 않는다. 그러나 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조는 단순히 홀만을 추가한 프런트 사이드 멤버 구조에 비하여 10㎳ 지점에서 약 50㎜ 가량 덜 변형되었다. 이는 본 발명이 종래의 구성에 비하여 동일한 시간 간격 동안 보다 완만하게 변형됨으로써, 충돌 변형량의 개선을 가져왔다는 것을 의미한다.The front side member structure, which simply added holes, shows little difference over the time of 5 ms and 10 ms compared to the structure without holes after the frontal impact in the simulation. However, the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention was about 50 mm less deformed at the 10 ㎳ point than the front side member structure simply adding the holes. This means that the present invention deforms more gently during the same time interval as compared to the conventional configuration, resulting in an improvement in the amount of impact deformation.

도 15 는 요소 분석 기법을 이용하여 종래의 프런트 사이드 멤버 구조와 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 변형량 및 강성을 모의 비교 실험한 결과를 나타낸 도면이다. 변형량 및 강성의 비교 실험 결과를 표로 나타내면 아래와 같다.FIG. 15 is a diagram showing the results of a simulation comparison of the deformation amount and the stiffness of the conventional front side member structure and the front side member structure for maintaining and stiffening the present invention using the element analysis technique. The results of comparative experiments of deformation and stiffness are shown below.


구분
division
변형량Strain 강성Stiffness 수직 성분Vertical component 수평 성분Horizontal component 수직 성분Vertical component 수평 성분Horizontal component 개선 전Before improvement 0.0866  0.0866 0.1743   0.1743 1155   1155 574   574 개선 후
After improvement
0.07775  0.07775 0.154   0.154 1286   1286 649   649 90%90% 88%88% 111%111% 113%113% 비고Remarks 10% 개선10% improvement 12% 개선12% improvement 10% 개선10% improvement 13% 개선13% improvement

상기 표를 참조하면, 모의 비교 실험에서 본 발명의 프런트 사이드 멤버 구조는 종래의 프런트 사이드 멤버 구조에 비하여 상하좌우의 진동에 대해 보다 덜 변형되도록 개선된 강성을 가진다. 수직 변형량은 종래의 프런트 사이드 멤버 구조에 비하여 약 10% 덜 변형되며, 수평 변형량은 약 12% 덜 변형된다. 다시 말해, 도 15 는 수직 강성이 10% 더 개선되었고, 수평 강성은 약 13% 더 개선되었음을 보여준다.Referring to the table, the front side member structure of the present invention in the simulated comparison experiment has an improved rigidity to be less deformed to the vibration of up, down, left and right compared to the conventional front side member structure. The vertical strain is about 10% less strain than the conventional front side member structure, and the horizontal strain is about 12% less strain. In other words, FIG. 15 shows that the vertical stiffness is improved by 10% and the horizontal stiffness is improved by about 13%.

도 1 은 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention.

도 2 는 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.Figure 2 is an exploded perspective view schematically showing the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention.

도 3 은 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 단면부를 나타내기 위한 사시도이다.Figure 3 is a perspective view for showing a cross-section of the front side member structure for maintaining the rigidity and deformation of the present invention.

도 4 는 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 A-A 방향으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a cross section of the front side member structure in the A-A direction for maintaining the rigidity and deformation of the present invention.

도 5 는 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 B-B 방향으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a cross section of the front side member structure in the B-B direction for maintaining rigidity and deformation of the present invention.

도 6 은 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조를 C-C 방향으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a cross section of the front side member structure in the C-C direction for maintaining the rigidity and deformation of the present invention.

도 7a 는 차량 충돌 전 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.7A is a schematic cross-sectional view of a front side member structure for maintaining rigidity and deformation of the present invention before a vehicle crash.

도 7b 는 차량 충돌 후 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.7B is a schematic cross-sectional view of a front side member structure for maintaining rigidity and deformation of the present invention after a vehicle collision.

도 8a 는 차량의 샤시 프레임을 나타낸 사시도이며, 도 8b 는 차량의 샤시 프레임의 일부를 나타낸 평면도이며, 도 8c 는 차량의 샤시 프레임의 일부를 나타낸 측면도이다.8A is a perspective view illustrating the chassis frame of the vehicle, FIG. 8B is a plan view illustrating a portion of the chassis frame of the vehicle, and FIG. 8C is a side view illustrating a portion of the chassis frame of the vehicle.

도 9a, 도 9b, 도 10a, 도 10b, 도 11a 및 도 11b 는 종래의 프런트 사이드 멤버 구조를 나타낸 도면이다.9A, 9B, 10A, 10B, 11A and 11B show a conventional front side member structure.

도 12 는 모의 실험에서 정면 충돌 직전, 종래의 프런트 사이드 멤버 구조와 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 상태를 비교한 도면이다.12 is a view comparing the state of the conventional front side member structure and the front side member structure for maintaining rigidity and deformation of the present invention immediately before the frontal collision in a simulation.

도 13 은 모의 실험에서 정면 충돌 5㎳ 이후, 종래의 프런트 사이드 멤버 구조와 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 상태를 비교한 도면이다.FIG. 13 is a view comparing a state of a conventional front side member structure and a front side member structure for maintaining rigidity and deformation of the present invention after a front collision of 5 ms in a simulation. FIG.

도 14 는 모의 실험에서 정면 충돌 10㎳ 이후, 종래의 프런트 사이드 멤버 구조와 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 상태를 비교한 도면이다.FIG. 14 is a view comparing a state of a conventional front side member structure and a front side member structure for maintaining rigidity and deformation of the present invention after a frontal collision 10 ms in a simulation. FIG.

도 15 는 요소 분석 기법을 이용하여 종래의 프런트 사이드 멤버 구조와 본 발명 강성유지와 변형유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조의 변형량 및 강성을 모의 비교 실험한 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 15 is a diagram showing the results of a simulation comparison of the deformation amount and the stiffness of the conventional front side member structure and the front side member structure for maintaining and stiffening the present invention using the element analysis technique.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10; 수직 보강재 20; 수평 보강재10; Vertical stiffeners 20; Horizontal stiffener

30a; 외측 프런트 사이드 멤버 30b; 내측 프런트 사이드 멤버30a; Outer front side member 30b; Inner front side members

40; 홀40; hall

Claims (4)

차량의 프레임을 구성하는 프런트 사이드 멤버 구조에 있어서,In the front side member structure constituting the frame of the vehicle, 수평 단면이 파상형(波狀形)이고, 상기 프런트 사이드 멤버 내부의 외측에 삽입되는 수직 보강재 및A vertical reinforcement having a horizontal cross section having a wave shape and inserted into an outer side of the front side member; 상기 프런트 사이드 멤버 내부의 내측에 설치되어 상기 수직 보강재를 향하여 측방으로 연장되는 하나 이상의 수평 보강재를 포함하여 구성되고,Is installed inside the front side member and comprises at least one horizontal reinforcement extending laterally toward the vertical reinforcement, 외부 응력에 의한 상기 프런트 사이드 멤버의 좌우 변형 시, 상기 수직 보강재가 상기 수평 보강재를 압축변형하는 것을 특징으로 하는 강성 유지와 변형 유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조.When the left and right deformation of the front side member due to external stress, the vertical reinforcing member compressive deformation of the horizontal reinforcing member, the front side member structure for maintaining rigidity and inducing deformation. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수직 보강재의 파상형은 사인 곡선(sine curve)인 것을 특징으로 하는 강성 유지와 변형 유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조.The wavefront of the vertical reinforcement is a sine curve (sine curve), characterized in that the front side member structure for maintaining rigidity and inducing deformation. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수평 보강재는 수평과 5°내지 10°의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 강성 유지와 변형 유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조.The horizontal reinforcing member is a front side member structure for maintaining the rigidity and the deformation, characterized in that forming a horizontal angle of 5 ° to 10 °. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 프런트 사이드 멤버의 외측 모서리면에 하나 이상의 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 강성 유지와 변형 유도를 위한 프런트 사이드 멤버 구조.At least one hole is formed in the outer edge surface of the front side member front side member structure for maintaining rigidity and deformation.
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