물성치를 고려한 유압 호스의 최적경로 설계

Abstract

국문요지 자동차, 건설기계 내의 유압 호스의 경로는 주변 부품들에 유압을 전달하는데 있어 매우 중요한 설계 요소이다. 그러나 호스 경로는 3차원 CAD 소프트웨어에서 표현하기 어렵고 다른 부품이 조립된 이후 마지막으로 조립되기 때문에 간섭 등의 문제가 발생하여 설계 단계에서 고려하기 힘들다. 이러한 이유로 현재 제조 이전 단계에서 호스의 경로 설계는 이루어지고 있지 않으며, 대부분 제조 현장의 숙련자에 의해 경로가 결정되고 있다. 이에 본 논문에서는 CAD 상에서 최적의 3차원 호스 경로를 설계하는 방법을 제안한다. 호스 경로를 표현하기 위한 곡선으로는 국부적인 수정이 가능한 NURBS 표현식을 사용하였다. 자연스러운 호스 경로 곡선을 얻기위해 최소 에너지법을 적용하였고, 간섭이나 재설계와 같은 문제가 발생할 경우 NURBS 조정점의 최소 변동량을 계산하여 호스 경로를 수정하였다. 또한 유압 호스의 경우 유연한 성질로 인해 정적인 상태에서 중력의 영향으로 처짐이 발생한다. 따라서 설계된 호스에 대해 정적인 상태에서의 처짐을 유한요소법을 이용하여 해석하고, 해석 결과를 적용한 최종 호스 모델을 실제 유압 호스와 비교하여 제안된 방안을 검증하였다.