• 제목/요약/키워드: 다물체 동역학 해석

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위상최적화를 이용한 태양광 자동차 프론트 너클의 경량화 설계 (Lightweight Design for Front Knuckle of Solar-Powered Vehicle using Topology Optimization)

  • 정대영;이준영;김문영;임홍재
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.594-597
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    • 2014
  • 본 논문에서는 국제 태양광 자동차 대회를 참가하는 태양광 자동차 프론트 너클의 경량화 설계에 관한 연구를 진행한다. 이를 위해 Cattle grid 를 포함한 실제 주행환경과 태양광 자동차를 동역학 시뮬레이션 모델로 구성하고 대회에서 차량의 평균속도인 70Km/h 로 주행 시, 서스펜션에서 발생되는 동하중을 측정하였다. 프론트 너클을 유한요소로 구성하고 다물체 동역학 시뮬레이션에서 도출된 하중들로 위상최적기법을 통해 프론트 너클의 경량화를 이루었다. 마지막으로 피로해석을 수행하여 그 타당성을 검증하였다.

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Micro SIM Card Socket에 사용된 Push-Push Type 기구의 다물체동역학 해석 (Multibody Analysis of a Push-Push Type Mechanism for Micro SIM Card Socket)

  • 최찬규;김주철;윤주영;심정길;유홍희
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제1권1호
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    • pp.1-6
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    • 2013
  • SIM card socket은 USIM 카드를 휴대폰에 고정시키기 위하여 많이 사용되며 사용자의 편의를 위하여 push-push 기구를 많이 사용하고 있다. Push-push 기구는 하트-캠 구조에 의해 작동되며 사용자가 USIM 카드를 한번 눌러주면 삽입이 되면서 locking, USIM 카드를 다시한번 눌러주면 토출이 되면서 unlocking이 되는 기구이다. Push-push 기구는 주 스프링에 의해 구동되는데 주 스프링에 의해 캠 슬라이더와 캠 스틱에 응력이 발생하여 기구가 파손되기도 한다. 따라서 push-push 기구 동작 시 발생하는 응력을 반드시 고려한 기구 설계가 필요하다. 기존의 기구 설계 방식은 정적인 응력해석 결과만 사용한 방식을 사용하였다. 하지만 기구 특성상 동작 시 충격력이 반드시 발생하기 때문에 충격력에 의해 발생하는 동응력을 해석하고 기구 설계에 반영하여야 한다. 본 논문에서는 push-push 기구 동작 시 발생하는 동응력 해석을 위하여 push-push 기구의 유연 다물체 동역학 모델을 개발하고 기구 동작 시 발생하는 동응력을 해석하였다.

평면 다물체 동역학 해석에서 GPU 병렬 프로그래밍의 계산효과 (Calculation Effect of GPU Parallel Programing for Planar Multibody System Dynamics)

  • 전철웅;손정현
    • 동력기계공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.12-16
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    • 2012
  • In this paper, the equations of motions for planar multibody dynamics are established for considering the parallel programming based on GPU. Cartesian coordinates are used to formulate the equations of motion and implicit integration method called HHT-alpha is employed. Open chain multibody system is considered for computer simulation. CUDA toolkit is employed for establishing the GPU parallel programming. The exactness of the analysis is verified from the comparison with ADAMS. The results from parallel computing based on GPU are compared with the results from the sequential programming based on CPU in terms of calculation time. The multiple pendulum with bodies and joints is employed for the computer simulation. In the pendulum system that has 290 bodies, the parallel program indicates an improved efficiency of about 25.5 second(15.5% improvement). It is noted that the larger the size of system is, the time efficiency is better.

로터 회전 및 타워의 탄성력을 고려한 MW 급 풍력발전기의 비선형 다물체 동적 응답 해석 (Multi-Body Dynamic Response Analysis of a MW-Class Wind Turbine System Considering Rotating and Flexibility)

  • 김동만;김동현;김요한;김수현
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.78-83
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    • 2009
  • In this study, computer applied engineering (CAE) techniques are fully used to conduct structural and dynamic analyses of a whole huge wind turbine system including composite blades, tower and nacelle. For this study, computational fluid dynamics (CFD) is used to predict aerodynamic loads of the rotating wind-turbine blade model. Multi-body dynamic structural analyses are conducted based on the non-linear finite element method (FEM) by using super-element method for composite laminates blade. Three-dimensional finite element model of a wind turbine system is constructed including power train(main shaft, gear box, coupling, generator), bedplate and tower. The results for multi-body dynamic simulations on the wind turbine's critical operating conditions are presented in detail.

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철도차량용 코일스프링 횡강성 해석 (Analysis on the Lateral Stiffness of Coil Spring for Railway Vehicle)

  • 허현무;안다훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.84-90
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    • 2018
  • 철도차량의 거동을 해석하기 위하여 다물체 동역학 모델을 구성함에 있어 현가시스템을 구성하는 스프링, 댐퍼와 같은 현가요소에 대한 스프링강성이나 감쇠계수와 같은 물성치 파악은 매우 중요하다. 그 중 1차, 2차 현가시스템에 주로 활용되고 있는 코일스프링에 대한 동역학 모델을 구성함에 있어 축방향 강성은 도면이나 설계자료에 명확하게 명시되어 있지만 횡방향에 대한 물성은 명시되어 있지 않아 동역학 해석 모델 구성에 어려움을 안고 있다. 따라서 본 논문에서는 철도차량의 현가시스템에 폭 넓게 적용되고 있는 코일스프링에 대한 횡강성을 해석하기 위한 모델에 대하여 검토하고자 한다. 코일스프링 시료에 대한 횡강성을 해석하고자 유한요소해석 방법을 수행하였고 Krettek와 Sobczak의 코일스프링 횡강성 해석모델을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 그리고 코일스프링 시료를 대상으로 횡강성 특성시험을 수행하여 해석모델과의 적합성을 검토하였다. 시험결과와 비교한 결과, Krettek와 Sobczak의 코일스프링 횡강성 해석모델을 적용하고 보정계수를 수정한 결과가 시험결과에 근사한 결과를 얻을 수 있었다.

4-Post Road Simulator 를 이용한 농용 트랙터의 유연 다물체 동역학 해석 (Flexible Body Dynamics Analysis of Agricultural Tractor Using 4-Post Road Simulator)

  • 박지수;이강욱;조종윤;윤지원;신재윤
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제3권2호
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    • pp.83-88
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    • 2015
  • 농용 트랙터는 일반적인 도로 주행이 아닌 논 또는 밭과 같은 험지에서 작업용으로 사용한다. 때문에 정적 하중 뿐만 아니라 동적 하중이 고려된 구조 해석이 진행되어야 한다. 하지만 동적 입력 하중을 계산하기 위해서는 다양한 작업기와 하중조건을 모사해야 하기에 실제 측정에 많은 시간과 노력이 소요된다. 이러한 노력들을 줄이기 위해서 본 연구에서는 상용 자동차와 동일하게 농용 트랙터를 위한 4 축 도로하중 시뮬레이터(4-Post Road Simulator) 모델을 개발하였다. 입력하중을 검증하기 위해 사내 험로 시험장에서 차축의 가속도 값과 바디프레임의 변형률(strain)을 측정하였다. 가속도 값은 동역학 모델의 입력 하중으로 사용하고 모드 중첩 법을 포함한 동역학 해석을 수행하여 변형률을 검증하였다. 이를 통해 험로 프로파일과 유사한 거동을 나타내는 4 축 도로하중을 구할 수 있었으며 신뢰성을 검증하였다.

다물체동역학 시스템의 불확실성 분석 및 설계

  • 유홍희
    • 기계저널
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    • 제54권2호
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    • pp.41-45
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    • 2014
  • 이 글에서는 조인트, 부싱, 댐퍼 그리고 구동기 등으로 연결된 일반적 다물체계의 질량, 강성, 감쇠, 기하학적 제원 등에 존재하는 불확실성의 영향을 동적 해석 및 설계 시 어떻게 체계적으로 고려해야 하는지 대표적인 방법을 중심으로 관련 내용을 소개하고자 한다.

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열차의 3차원 유한요소해석을 이용한 1차원충돌 동역학 등가 모델링 기법 (Equivalent Modeling Technique for 1-D Collision Dynamics Using 3-D Finite Element Analysis of Rollingstock)

  • 박민영;박영일;구정서
    • 한국철도학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.139-146
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    • 2010
  • 본 연구에서는 복잡한 3차원 유한요소모델 충돌거동과 등가인 1차원 동역학 모델링 방법을 개발하기 위하여 새로운 1-D 모델링 방법을 제안하였다. 충돌 거동을 잘 일치시키기 위해서는 충돌 시너지를 주로 흡수하는 압괴 구간의 특성을 정확하게 모델링하는 것이 중요하다. KHST 편성차량을 대상으로 3차원 유한요소 모델의 차체단면에 설정한 단면 옵션으로 충돌해석 시 차체 단면에 작용하는 충격하중과 변형을 추출하여 새로운 1차원 충돌동역학 모델의 스프링요소 특성으로 모델링하고, 국내철도차량 안전기준의 열차 대 열차 충돌사고 각본으로 수치해석을 수행하였다. 두 모델의 에너지 흡수량, 충돌 가속도, 충격하중-변형 등을 비교한 결과가 잘 일치하였다.

휠로더의 작업장치 링크 특성 분석을 통한 수평 인양 최적화 (Optimization of Parallel Lift of a Wheel Loader Through Analysis of Working Characteristics of Links)

  • 박현규;장진석;유완석;김민석;이희종
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권4호
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    • pp.389-395
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    • 2016
  • 휠로더는 건설 현장뿐만 아니라 운반, 제조업에도 다양한 용도로 범용적으로 활용된다. 따라서 작업장치 기본 설계 시에는 작업성능뿐만 아니라 버켓의 각도변화 등 작업사양을 만족시키는 설계 안을 도출 해야 한다. 본 연구에서는 다물체 동역학 해석을 통하여 휠로더 작업장치 특성 분석 프로그램을 개발하여 작업장치 기본설계 시 활용할 수 있도록 하였다. 또한 본 프로그램과 최적설계 프로그램의 연동을 통해서 Z-bar 타입 휠로더 작업장치의 작업사양을 개선하였다. 개발된 프로그램을 활용하여 작업장치 설계 시 작업장치 컨셉에 따른 기본설계방안을 도출하는데 소요되는 시간을 절감할 수 있을 것이다.