DOI QR코드

DOI QR Code

Kinematics and Structural Analysis for Optimization of an Electro-Hydraulic Sliding Deck Systems

전동 유압 슬라이딩 데크 시스템 최적화를 위한 기구학 및 구조해석

  • Moon, Hyeok-Joo (Mechanical System Engineering, Chonbuk National University) ;
  • Ryuh, Beom-Sahng (Mechanical System Engineering, Chonbuk National University &Automotive Technology Research Center, Chonbuk National University) ;
  • Oh, Young-Sup (Mechanical System Engineering, Chonbuk National University) ;
  • Kim, Man-Jung (Mechanical System Engineering, Chonbuk National University) ;
  • Lee, Jung-hun (Mechanical System Engineering, Chonbuk National University)
  • 문혁주 (전북대학교 기계시스템공학부) ;
  • 유범상 (전북대학교 기계시스템공학부&전북대학교 자동차신기술센터) ;
  • 오영섭 (전북대학교 기계시스템공학부) ;
  • 김만중 (전북대학교 기계시스템공학부) ;
  • 이정훈 (전북대학교 기계시스템공학부)
  • Received : 2016.11.23
  • Accepted : 2017.06.09
  • Published : 2017.06.30

Abstract

Electro-hydraulic sliding deck systems have been developed to reduce the weight for the loading of an agricultural machine. The extension length of the sliding deck was calculated according to the bed's dump angle. The optimum thickness and material were determined using a large and heavy load at acceptable angles. In addition, the degrees of freedom were calculated to obtain the input/output relationship of the system. An equation was derived using a simplified model formula for the extended length of the sliding deck according to the bed's dump angle. Also, the advance length at the maximum and minimum angles of the system was determined using numerical analysis. A down-scaled model of the system was constructed and verified by experiments. The deck was simplified to determine the material and thickness of the sliding deck and for the selection of the two representative materials. The simplified model was tested in deformation tests and stress tests with different thicknesses and materials using a structure analysis program. The analysis results show that ATOS80 is the best among the two materials for reducing the weight of the system.

농기계 상하차를 위한 전동 유압 슬라이딩 데크 시스템을 개발하는데 있어 경량화가 필수적이며, 이를 해결하기 위해 덤프 각도에 따른 슬라이딩 데크의 진출길이를 계산하고, 허용가능 각도 중 가강 큰 하중 받는 각도에서 재질과 두께를 변경하며 구조해석을 진행, 최적 두께와 재질을 선정하였다. 먼저 슬라이딩 데크 진출길이 계산식을 도출하기 위해 전체 시스템의 구성을 파악하고, 시스템을 단순화 하는 작업을 시행하였다. 또한 시스템의 입 출력 관계를 파악하기 위해 자유도 계산을 수행 하였고, 단순화한 모델을 이용하여 덤프각도에 따른 슬라이딩 데크의 진출길이 계산식을 도출하였다. 도출한 계산식을 수치해석 프로그램을 이용하여 덤프각도에 따른 슬라이딩 데크 진출길이 계산을 수행하였고, 시스템의 최대 최소 각도에서의 진출길이를 파악 하였다. 신뢰성 확보를 위해 시스템의 축소모형을 제작하여 실험을 통해 계산식을 검증하였다. 슬라이딩 데크 재질과 두께를 결정하기 위해 데크를 단순화 하였고, 데크 제작에 쓰이는 대표적인 재질 두 가지를 선정하였다. 단순화한 모델을 해석 프로그램을 사용하여 최대 하중을 받는 조건에서 두께와 재질에 따른 변형량과 응력을 비교하였다. 해석결과 ATOS80을 이용할 경우 두께를 줄이면서 더 적은 변형량을 가지게 되어 경량화를 이룰 수 있다.

Keywords

References

  1. Kyoung-Chul Kim, Min-Hyuc Ko, Beom-Sahng Ryuh, "Development of Agriculture Auto Hose Reel by using Wheeled Mobile Robot", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, vol. 15, no. 3 pp. 1299-1304, 2014. DOI: https://doi.org/10.5762/KAIS.2014.15.3.1299
  2. Sun-hee um, Myeong-Hwa Jeong, Kyeong-Hee Lim, "Introduction of Finance for Fishing Boat Building - with focus on the lease", p. 64, Korea Maritime Institute, 2012.
  3. Robert L. Norton, "Kinematics of Norton", pp. 38-39, McGrow-Hill Education, 2014.
  4. Posco, "Automobile Structural Steel", 4p, Posco Global Technical Center, 2014.
  5. Dong-Pyo Hong, Chan-Gon Park, Byoung-Kuk Lee, Yong-Hong, Seung-Ho Hwang. "Stress analysis for 46kV insulated boom design of 20m-class high place operation car", Conference of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, pp. 528-529, 2012.