유압 시스템 시뮬레이션

3.8.1 1자유도 유압시스템

Am atr ol 85-H S Serv o Sy stem (Fig . 3.10, Fig . 3.11)은 복동 단로드 기본 유압 회로와 이를 제어하는 Con tr ol P an el으로 구성되어 기본적인 유압제어를 학습하기 위한 실험 장비이다.

Fig. 3.10 Co ntrol Pa ne l Fig. 3.11 Pump & Re s e rvo ir

3자유도 유압시스템을 모델링에 앞서 1자유도 유압시스템인 Am atr ol 85-H S 복동 단 로드 유압 회로를 기준으로 EASY5 모델을 만들어 Fig. 3.12와 같은 다자유도의 유압시 스템으로 확장할 수 있는 모델을 만들었다.

Fig. 3.12 EASY5 Mode l

EA SY5의 H y d r au lic Com p on en t Library를 사용하여 우선 유압회로의 유로를 형성하 고 각 Com p on ent의 계수를 설정하고 초기값을 설정하고 Steady State 상태에 도달할 정도의 시간으로 모델을 시뮬레이션 하여 안정된 상태에서 임의의 구형 입력값을 넣어 모델의 응답을 살펴 볼 수 있었다. Fig. 3.13에서 임의의 입력신호에 대한 실린더 피스 톤의 응답과 실린더 Exten d 부분과 Retr act 부분의 압력 변화를 볼 수 있다.

Fig. 3.13 S imula tio n Re s ult

3.8.2 3자유도 유압 시스템

Fig . 3.14은 3자유도 운동 시스템의 열교환기와 기구학적 모델을 제외한 유압 모델을 EASY5에서 제공되는 Library 를 사용하여 구현된 Gr ap h ical M od el이다. 입력데이터는 0m m 에서 엑츄에이터 최대길이인 160m m 로 1초에서 2초 사이로 주고 주위 온도 30℃

로 5초간 시뮬레이션 하였다.

Fig. 3.14 3DO F Hyd ra ulic Syste m

Fig . 3.15는 3자유도 운동 시스템의 3개 엑츄에이터에 동시입력을 주었을 때의 시뮬 레이션 결과이다. 입력과 엑추에이터 길이 출력과의 지연이 약 0.2초 정도로 나타나고 실린더 압력 변화와 어큐뮬레이터의 압력 변화를 볼 수 있다.

Fig. 3.15 Re s ults [pos ition, Cylinde r , Accumulato r]

Ⅳ. 결 론

본 논문에서는 차량 시뮬레이터의 하드웨어 제작과정에서 직접적인 개발과정 이외의 여타 과정을 컴퓨터를 응용한 설계 도구를 이용하여 Virtu al Prototyp e을 만들고, 설계 인자를 추출하여 그 결과를 설계에 반영함으로써 시스템 개발 기간 및 비용을 단축하 는 절차를 수립하고자 하였다. 그 예로서 Kn ow led ge Revolu tion사의 Workin g M odel 3D를 사용하여 Virtu al Prot otyp e 모델을 만들었고, 기구・동력학 해석을 통하여 설계 요구사항을 충족시키는 운동 시스템을 기구적으로 모델링하고 시뮬레이션하여 설계인 자들을 구하였다. 또한 그 설계인자를 바탕으로 유압시스템을 설계하고 Boein g사의 E A SY5를 사용하여 유압회로를 모델링 및 해석하여 정량적인 설계 과정으로 확립하였다.

이러한 결과는 제품 개발과 관련된 종사자가 쉽게 공유하게 함으로써, 더욱 효율적인 동시공학적 설계 과정을 구축하는데 도움을 줄 수 있으리라 기대된다. 그리고 EASY5 유압시스템 모델에 기구부의 수학적 모델이나 CADSI사의 DADS 모델을 연계하여 통 합시스템을 구축하고 시뮬레이션을 수행한다면 더욱 현실적인 유압시스템 설계 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.