한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회논문집
서론
1.
선박과 항공기는 물류 운송 및 사람들의 이동수 단으로도 이용되고 있다 사람이 선박과 항공기에. 체류하는 시간동안 개인의 편의와 안전을 목적으로 객실이 만들어졌고 객실에는 침대나 옷장 서랍장, , 등의 가구가 배치되었다 폭풍우나 큰 파도를 만나. 게 되면 객실 안은 서랍장에서 이탈된 서랍이나 서 랍 내부에서 이탈된 물체에 부딪치는 안전사고가 발 생하곤 한다 이에 열쇠로 서랍을 잠그고 여는 가구. 와 서랍장에 비밀번호나 지문인식기능을 탑재한 잠 금장치가 사용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 선박의 서랍 또는 서랍장 에 장착하는 잠금장치의 틀에서 벗어나 레일에 잠금 장치를 장착하여 잠금 기능을 갖추고 있는 선박 및 항공기용 안전레일 개발하기 위하여 유한요소해석 프로그램을 활용하여 구조 안정성에 대한 해석을 진 행하였다 더불어 시제작품에 대한 수직력 시험을. 진행하였다.해석적 검토
2.
서랍 전면판의 중심 윗면에 하중을 점차적으로 증가시키는 하중조건으로 부여하여 선형해석을 수 행 하였다 해석에 사용된 재질의 기계적 성질은. 과 같다 Table 1 .Table 1 Properties of Material 1,2) Material modulusYoung's
(MPa) Poisson's ratio Density(g/cm3) Yield strength (MPa) Drawer (wood)MDF 15,700 0.23 1.62 -Roller POM 9,700 0.38 0.75 110 Pin S15C 200,000 0.29 7.86 190 Rail SPCC 200,000 0.29 7.87 285 해석에 적용된 레일의 두께는0.8, 1.0, 1.2 mm로 하였다 서랍의 레일의 길이는. 400 mm이다 서랍을. 인출한 상태에서 전면판의 중심 윗면에 하 270 mm 중을 가하였다. 1, 5, 10, 15, 20
㎏
하중을 가했을 때 서랍에 각 부분에 작용되는 최대 변형량 및 응력을 해석하여 구조적으로 안정한 지를 판단하였다.Fig. 1 Drawer assembly
구조해석 수행을 위해 유한 요소 각각의 부품별 로 생성하여 조립되는 부분의 절점을 일치 시켜 경 계조건을 부여하였다.
(a) Fix (b) Force
Fig. 2 Boundary conditions
(a) Displacement (b) von-Mises stress Fig. 3 Static analysis of rail(0.8t)
항공기용 서랍 잠금 레일의 해석 및 실험적 연구
An Analytical and Experimental Study on the Locking Rail of Aircraft Drawer
*
장은실
1,
손재환
1,
박선명
1,
김철홍
2,
#한창우
3*E. S. Jang
1, J. H. Son
1, S. M. Park
1, C. H. Kim
2 #C. W. Han
3(cwhan@ync.ac.kr )
1
대구기계부품연구원, 2(주 한독하이테크) , 3영남이공대학교
Key words : Aircraft Drawer, FE Analysis, Locking Rail, Roller Rail
한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회논문집
(a) Displacement (b) von-Mises stress Fig. 4 Static analysis of rail(1.0t)
(a) Displacement (b) von-Mises stress Fig. 5 Static analysis of rail(1.2t) 구조해석 결과 응력 및 변형률은Fig. 3~6와 같다. 두께0.8 mm레일에20㎏가 작용할 때 핀과 레일의 연결부에 작용되는 최대응력은196 MPa이다 핀의. 항복응력이190 MPa에서 변형이 일어나므로0.8 레일에서는 mm 20㎏이상의 적재량이 가해지면 안 된다. 1.0, 1.2 mm레일에서는 핀에 작용하는 최대응 력이 항복응력 보다 작기 때문에 구조적으로 안정하 다고 판단된다 그리고. 0.8, 1.0, 1.2 mm레일에 작용 하는 최대응력은 항복응력보다 작기 때문에 레일은 구조적으로 안정하다고 판단된다 또한 두께. 0.8, 에서 서랍의 전면부 상단에서 발생되는 1.0, 1.2 mm 최대 변형량은1.89, 1.20, 0.84mm로 미소하므로 구 조적으로 안정하다고 판단된다 그리고 실험은 변. 형량과 응력 분포가 상대적으로 큰 두께0.8, 1.0 mm 레일에 대해 실험하였다.
(a) Displacement (b) von-Mises stress Fig. 6 Result of static analysis
실험
3.
서랍 레일의 내구성한계를 측정하기 위하여 공 기압 서보 콘트롤 부하 제어 방식 시험기로0.8t레일 과1.0t레일 서랍의 수직강도 시험을 진행하여 서랍 레일의 변형 미끄러짐 상태를 점검하였다 한국가, . 구시험연구원의 수직력 시험기를 사용 한국싱크공 업 협동조합단체 표준인SPS-KKEC 001-0438:2011 에 준하여 수직력, 10㎏f에서10㎏f 씩 증가시키면서 시험하였다.Fig. 7 Development prototype
(a) 0.8t (b) 1.0t
Fig. 8 Test result
시험 결과, 0.8t레일은30㎏f의 수직력에서 레일 의 휨현상이 발생하여44.9㎏f에서 서랍장이 탈락하 였으며, 1.0t레일은60㎏f수직력에서 레일의 휨현 상이 발생하여71.9㎏f에서 서랍장의 탈락현상이 나 타났다.
결론
4.
본 연구에서는 항공기용 서랍 잠금레일의 구조 안정성을 판단하기위하여 해석 및 실험해 본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 구조해석결과 레일은 수직력 1) , 0.8t 29㎏f에서 레일은 수직력 1.0t 32.2㎏f에서1.2t레일은 수직력 일 때 변형이 발생할 것이라 판단된다 34.9 f㎏ . 수직력 시험결과 레일은 수직력 2) , 0.8t 30㎏f에 서 레일의 휨현상이 발생하여 수직력44.9㎏f에서 서랍장이 탈락하였으며, 1.0t레일은 수직력60㎏f 에서 레일의 휨현상이 발생하여 수직력71.9㎏f에서 서랍장의 탈락현상이 나타났다.후기
본 연구는2012년 지역산업기술개발사업의 지원 에 의하여 수행되었음.참고문헌
1. Michael L. Berins(editor), SPI Plastics Engineering Handbook of the Society of the Plastics Industry, Inc., 5th ed., 2000.
2. Forest Products Laboratory. Wood handbook -Mechanical Properties of Wood. 1999.
