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- 저자 : 정환홍 ( Hwan Hong Jeung ) (검색결과 3 건)
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전기구동 승용관리기 주행부 구조 취약부 도출을 위한 RecurDyn 가상 내구 시뮬레이션
이종원 ( Jong Won Lee ),이현우 ( Hyun Woo Lee ),유찬희 ( Chan Hee Yu ),정환홍 ( Hwan Hong Jeung ),이충호 ( Choong Ho Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1
차량의 주행 중 응력 및 진동 특성 등을 분석하는 방법으로는 실차시험에 의한 방법과 해석적 방법에 의한 것으로 분류된다. 본 연구에서는 RecurDyn을 활용하여 전기구동 승용관리기 프레임의 해석을 수행하여 주요 프레임의 취약부를 도출하였다. RecurDyn을 이용하여 최적의 결과 도출과 시뮬레이션 시간을 단축하기 위해 상단을 작업기, 약액 탱크, 운전석 및 상판 3부분으로 나누어 모델링을 단순화하였으며 개발 목표에 알맞게 운전석 및 상판 부분을 실 중량인 584.55kg, 방제기 모듈을 302.74kg으로 설정하였고 메시 모델링을 진행하였다. 상단 부분은 솔리드 타입의 메시로 모델링하였으며 하단 부분은 파이프 형태로 두께가 얇아 쉘 타입 메시로 모델링 후 Solidworks를 이용해 두께를 3mm로 설정하였다. 승용관리기의 용접 부분에 Node를 생성하였으며 구속조건을 설정하였다. RecurDyn을 이용하여 Fig. 1과 같이 4-Post Road Simulator를 모델링하였으며 생산기술연구원(김제)의 4-Post 로드 시뮬레이터(NTS코리아)를 참고하였다. KS규격을 참고하여 주파수(f)는 5Hz, 진동 가속도(A)는㎨로 선정하였다. 주파수 변위, 속도 및 가속도 관계식 D=A(2πf)<sup>2</sup>를 이용하여 최대 진동 변위(D) 44.6mm를 산출된 모션식 입력 후 10초 동안 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션 결과, Fig. 2과 같이 궤도의 장력을 조절하는 프레임과 승용관리기의 하중을 지탱하는 프레임의 연결 프레임에서 2195.65MPa로 가장 큰 응력이 도출되었다. 상단, 중앙, 하단 3개의 Output 노드를 생성하였으며 시간에 따른 스트레스 변화 값을 확인하였다. 좌측 상단의 폰 미세스 응력은 1257.54N/㎟, Stress Intensity는 1414.13 N/㎟로 도출되었으며 중앙의 폰 미세스 응력은 1044.8N/㎟, Stress Intensity는 1203.89N/㎟, 하단의 폰 미세스응력은 1138.61 N/㎟, Stress Intensity는 1299.47N/㎟로 도출되었다. 프레임의 두께와 보강대 등 구조적인 개선이나 소재의 변경이 필요하다고 사료되며, 향후 도출된 취약부의 최대응력과 응력세기를 적용하여 프레임의 최적 두께와 형상 최적설계를 수행할 계획이다.
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이종원 ( Jong Won Lee ),유찬희 ( Chan Hee You ),이현우 ( Hyun Woo Lee ),박세준 ( Se Jun Park ),정환홍 ( Hwan Hong Jeung ),이충호 ( Choong Ho Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
본 논문에서는 RecurDyn을 활용해 동적 시뮬레이션을 수행하여 횡전도 특성을 분석하였다. 농촌 진흥청에서 발간한 ‘농업기계 사고 실태와 예방대책’ 보고서에 따르면 농작업 사고 유형에서 전도가 36.8.%로 조사되었다. 이에 따라 궤도의 폭에 따른 전동 승용관리기의 횡전도 특성을 파악하는 연구가 필요하다. 원활한 해석을 수행하기 위해 관리 상부의 작업기는 단순화 작업을 진행하였으며 개발 목표에 적합한 무한궤도륜을 모델링하였다. 궤도의 폭은 승용관리기 최소폭 1380mm(A), 중간폭 1680mm(B), 최대폭 2080mm(C)인 3수준으로 선정하였다. 전기구동 승용관리기의 중량은 1020kg으로 설정한 후, 횡전도 시험을 위한 Test Bed는 1초부터 30초까지 40˚ 회전하도록 설정하여 해석을 진행하였다. 시뮬레이션 결과, 최소폭(A)의 좌측 무한궤도륜의 접촉력이 0N일 때는 12.95초, 각도는 19.9˚로 Fig1과 같이 도출되었다. 중간폭(B)의 좌측 무한궤도륜이 접촉력이 0N일 때는 17.03초, 각도는 23.1˚이었으며, 최대폭(C)의 좌측 무한궤도륜이 접촉력이 0N일 때는 21.84초, 각도는 32.3˚로 도출되었다. 해석 결과, 최대폭(C)의 경우 Fig2와 같이 30˚기울기에서는 전도되지 않았으나 32.3˚에서 좌·우측 궤도의 접촉력이 각각 0N, 4810N이 되며 전도가 발생하였으며 시간이 지남에 따라 접촉력이 높아졌고, 모든 폭의 궤도륜이 15˚의 기울기에서는 1500N 이상의 접촉력을 가지고 있었다. 횡단기울기 15˚ 이하의 지형에서는 안정적인 주행이 가능하지만, 15˚ 이상의 기울기에서는 위혐요소가 발생할 가능성이 크므로 주행 및 작업은 위험하다고 사료된다. 또한, 작업기 위치(무게중심)의 변화에 따른 전도의 특성을 파악하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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전기구동 다목적 7kW 이하 소형 승용관리기 복합 전도 시뮬레이션
이종원 ( Jong Won Lee ),이현우 ( Hyun Woo Lee ),강한경 ( Han Kyung Kang ),김수민 ( Su Min Kim ),이영상 ( Young Sang Lee ),정환홍 ( Hwan Hong Jeung ),이충호 ( Choong Ho Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
농촌 진흥청에서 발간한 ‘농업기계 사고 실태와 예방대책’ 보고서에 따르면 농작업 사고 유형에서 전도가 36.8.%로 조사되었다. 이에 따라 횡단기울기, 등판각도가 복합으로 이루어진 경사의 노면을 주행할 경우의 전도 특성을 파악하는 연구가 필요하다. 본 논문에서는 RecurDyn을 활용해 동적 시뮬레이션을 수행하여 전기구동 승용관리기 횡단기울기와 등판각도에 따른 전도특성을 파악하였으며 이후 복합적인 상황에서의 주행성을 분석하였다. 운전자 75kg을 제외한 총 중량은 980.75kg으로 설정하였으며 폭과 높이는 중간폭과 최소 높이로 설정하였다. 농업기계검정기준에 승용관리기의 횡전도에 대한 기준으로 시험장치에서 30°경사에서 좌우로 전도되지 않는 구조라고 제시되어 있어 횡전도 시험장치가 40° 회전하도록 설정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 횡전도 시뮬레이션 결과, Fig. 1과 같이 좌측 무한궤도륜의 접촉력이 0N일 때의 도달시간이 29.75초, 각도는 39.9°로 도출되었다. 좌측, 우측 궤도 모두 29.57˚ 이하의 기울기에서는 2500N 이상의 접촉력을 가지고 있다. 횡단기울기 29.57˚ 이하의 지형에서는 안정적인 주행이 가능하다고 사료된다. 등판각도의 경우에는 농업기계 검정기준의 농업용 굴착기의 무한궤도식 굴착기의 등판 시험기준인 30% 경사를 적용하여 등판 시험장치가 이에 해당하는 17° 회전하도록 설정하여 모델링하였고 5km/h 주행속도로 설정하였으며 Fig. 2와 같이 모델링하여 시뮬레이션을 수행하였다. 등판 시뮬레이션 결과, 30%(17°) 경사는 전도가 이루어지지 않고 주행이 가능하였으며 최대 토크는 161.823 kg<sub>ƒ</sub>·m로 도출되었다. 복합전도를 확인하기 위해 횡단기울기 29.57°와 등 판각도 17°로 노면을 모델링하여 전기구동 승용관리기를 주행하였을 때 전도는 발생하지 않았으나 진입 시 평지와 경사의 각도 27.26°만큼 미끄러지며 등판하였다. 최대 주행 토크는 203.58kg<sub>ƒ</sub>·m로 도출되었다. 향후 등판각도와 횡단기울기의 복합노면 조건을 늘려 시뮬레이션 분석 할 예정이며 도출된 결과를 전기구동 승용관리기 상세설계에 반영할 예정이다.
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