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- 저자 : 강한경 ( Han Kyung Kang ) (검색결과 2 건)
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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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Recurdyn을 활용한 6.5m 초광폭 로타리 견인작업 가속 내구 시뮬레이션
이종원 ( Jong Won Lee ),이현우 ( Hyun Woo Lee ),강한경 ( Han Kyung Kang ),김수민 ( Su Min Kim ),이영상 ( Young Sang Lee ),강희용 ( Hee Yong Kang ),이충호 ( Choong Ho Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
농지는 구릉지에 위치해 밭의 경사도와 평탄도가 고르지 못한 농지가 많아 작업기의 강성향상과 경량화 및 내구성의 개선이 요구된다. 본 연구에서는 Recurdyn을 이용하여 초광폭 로타베이터의 축 고정 파이프와 폴딩 프레임, 경운날, 경운축에서의 취약부를 도출하였다. 최적의 시뮬레이션을 위해 모델링을 1단 로타리, 2단 로타리, 3단 로타리로 3개의 파트로 나누어 단순화하였다. 총 중량 911kg으로 설정하였고 축 고정 파이프와 폴딩 프레임의 두께가 얇아 쉘 타입의 메시로 모델링하였다. 프레임이 용접되는 부분에 Node를 생성하여 구속조건을 설정하였으며 폴딩을 위한 실린더에는 움직임이 없도록 설정하였다. 이후, 4-Post road simulator를 모델링하였으며 KS B ISO 5007 3급 트랙터 시험을 참고하여 주파수는 0.89Hz, 진동가속도는 1.74m/s<sup>2</sup>로 선정하였으며, 주파수 변위, 속도 및 가속도 관계식 D = A/(2πƒ)<sup>2</sup> 를 이용하여 최대 진동 변위(D) 55.6mm를 산출하여 4-Post road simulator의 실린더에 모션식을 입력하였다. 이후, 견인력은 마력(P) = 일(W) / 시간(t) = [힘(F) × 이동거리(S)] / 시간(t) 식을 사용하여 산출하여 150마력, 30,000N을 부가력으로 부여하였다. 시뮬레이션 결과, 폴딩 프레임과 축 고정 파이프가 용접되는 부분에서 가장 큰 응력이 도출되었으며 최대 Stress Intensity는 462.54MPa로 도출되었다. 이후, 2개의 로타리 경운날과 경운축을 구조해석을 수행하였다. 경운축의 양쪽에 로타리 중량에 따른 하중을 설정하였으며 경운축에는 로타리 회전 토크를 설정하였다. 1단은 193.64N·m (540RPM), 2단은 139.4N·m (750RPM), 3단은 104.57N·m (1,000RPM)이다. 경운날의 끝부분에 비회전력 k<sub>t</sub> =□□□ (T:토크, bh:투영면적)을 산출 하여 설정하였다. 각도에 따른 투영면적은 30°일 때 68.4㎠, 60°일 때 95.01㎠, 90°일 때 102.43㎠이 도출되었다. 산출한 비회전력은 540RPM이며 작업각도가 30°, 60°, 90°일 때 모두 200000kg<sub>ƒ</sub>·m/㎡로 산출되었으며 750RPM에 작업각도가 30°, 60°, 90°일 때 200000kg<sub>ƒ</sub>· m/㎡로 산출되었고 1,000RPM이며 작업각도가 30°, 60°, 90°일 때 모두 10000kg<sub>ƒ</sub>·m/㎡로 산출되었다. 시뮬레이션 결과, 1단의 193.64N·m(540RPM), 작업각도가 30°, 60°, 90°일 때 최대 폰미세스응력 109.4MPa, 안전계수 최소 6.4로 도출되었다. 2단 139.4N·m(750RPM), 작업각도가 30°, 60°, 90°일 때 최대 폰미세스응력 78.75MPa, 안전계수 최소 8.89가 도출되어 안전한 것으로 사료된다. 3단 104.57N·m(1,000RPM), 작업각도가 30°, 60°, 90°일 때 최대 폰미세스응력 59.06MPa, 안전계수 최소 11.85가 도출되었다. 향후, 도출된 취약부의 최대응력과 응력세기를 적용하여 보강 모델링, 최적설계를 수행할 계획이다.
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