실험계획법을 이용한 조(Jaw)의 형상최적설계

Shape Optimization for a Jaw Using DOE

컨테이너 터미널에서 컨테이너의 양 하역 작업 시 컨테이너 크레인을 정위치에 고정시키고, 돌풍으로 인해 컨테이너 크레인이 레일방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 장치가 레일클램프이다. 쐐기형 레일클램프는 초기에는 작은 압착력으로 레일을 압착하다가 풍속이 증가하면 쐐기작용에 의해 압착력이 증가하는 방식을 취함으로서 구조적으로 안정성과 내구성이 높은 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 레일클램프의 주요부인 조에 대해 형상최적설계를 수행하였다. 본 논문에서는 솔리드 요소로 유한요소 모델링된 조(jaw)의 경량화 설계를 위하여 강도를 고려하였다. 설계변수로는 조의 측면부의 두꼐, 조의 중간부의 룰러지지부의 두께, 조의 하단부의 룰러지지부의 두께, 조의 곡면부의 위치로 설정하였다. 본 연구에서는 상용프래그램인 ANSYS Workbench의 최적화 기능을 이용하였다.

The rail clamp is the device to prevent that a crane slips along rails due to the wind blast as well as to locate the crane in the set position for loading and unloading containers. The wedge type rail clamp should be designed to consider the structural instability and the durability because it compresses both rail side with large clamping force by the wedge working as the wind speed increases. In this research, there are two methods which are design of experiment and variation technology in used commercial software and shape optimization was performed. The optimum results obtained by the two methods are compared and examined.