농용트랙터 캐빈 서스펜션 개발에 관한 연구 Ⅱ = A Study on Development of Agricultural Tractor Cabin Suspension Ⅱ

국문 초록 (Abstract)

국내 농가의 소득과 생활수준 향상으로 농업용 트랙터는 대형화 고급화되고, 더 안락하고 작업성이 우수한 수입트랙터를 사용하는 비율도 증가하고 있다. 이에 국내 소비자들의 캐빈 소음, 진동에 대한 품질요구 수준을 달성하기 위한 방안으로 농용트랙터 캐빈 서스펜션 개발에 관한 연구 I 을 통해 농용트랙터 작업 조건을 반영한 시험평가모드를 개발할 수 있었다. 하지만 개발된 시험평가모드를 반영하여 시험적으로 캐빈 서스펜션을 최적화 하는 것은 개발비용이 부담되는 실정이다.
본 연구에서는 시험모드를 개발한 기존연구를 이어 해석적인 방법을 통한 캐빈 서스펜션의 스프링 강성, 감쇠계수, 마운팅 위치(Mounting Position) 및 스프링의 길이를 최적화 하는 연구로 다물체 동역학해석 S/W인 RecurDyn V8R5 (Function Bay 社)와, AutoDesign을 이용하여 최적화 해석을 수행하였다.
해석모델의 물리적 특성 값인 질량(Mass), 무게중심(Center Of Gravity), 관성모멘트(Moment of Inertia)는 시제품 모델을 활용한 실측 Data와 설계된 3D 모델을 통해 계산한 Data를 해석모델에 적용하였으며, 해석모델의 연결부는 적합한 Joint, Spring, Bush 등을 활용하여 해석모델을 생성하였다. 또한 성능향상을 위해 설계인자인 스프링 강성, 감쇠계수, 마운팅 위치, 스프링의 길이의 변경범위를 설정하고 최적화해석모델을 생성하였다. 트랙터 작업 시 캐빈 마운트 및 서스펜션에 가해지는 진동을 사실과 같이 구현하기 위해, 농용트랙터 캐빈 서스펜션 개발에 관한 연구 I 을 통해 개발된 로드 프로파일(Time-Displacement Data)를 마운트 parts에 입력하여 캐빈의 CG Point에서의 가속도 Data를 계산 하여 초기 설계 모델의 Data와 최적화모델의 Data를 비교하였다.
결과적으로 승차감과 가장 연관이 있는 C.G Point에서의 Vertical 방향의 가속도 RMS (Root Mean Square)값은 21.4% 감소되어 진동성능이 향상된 것을 예측할 수 있었다. 향후 시제품 제작 및 시험을 통해 향상된 성능을 확인할 예정이다,
본 연구와 같은 개발 방법을 통해 시제품 모델에 대한 성능 예측의 확인가능성이 향상될 것이고, 이를 통해 차세대 캐빈 서스펜션 시스템을 장착한 트랙터를 개발 할 수 있으리라 사료된다.