• 제목/요약/키워드: 체결력

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실험계획법을 이용한 이탈방지 스냅핏의 최적설계 (Optimum Design of Lock Snap-fit Using Design of Experiment)

  • 손인서;신동길
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.378-385
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    • 2017
  • 본 연구는 플라스틱 부품의 체결에 널리 활용되고 있는 스냅핏의 설계에 관하여 연구하였다. 이탈방지 기능이 우수한 이탈방지 스냅핏은 형상과 체결 메카니즘이 복잡하여 기존의 이론식에 기반한 체결력과 이탈력을 해석적으로 구할 수가 없다. 따라서 본 연구에서는 이탈방지 스냅핏에 대하여 체결 메커니즘을 분석하고, 실험계획법에 기반하여 체결력 및 이탈력을 측정하고, 분산분석을 통하여 회귀식을 도출하였다. 실험계획은 중심합성계획을 사용하였다. Polybutylene terephthalate를 이용하여 시편을 제작하여 미소인장시험기를 이용하여 체결력과 이탈력을 측정하였다. 설계인자는 Length, Width, Thickness, Interference 등 4개를 선정하였으며, 2차 회귀모형을 이용하여 체결력과 이탈력에 대한 회귀식을 도출하였다. Length와 Width가 증가할수록 체결력은 낮아졌으며, Thickness와 Interference는 증가할수록 체결력이 증가하였다. 이탈력은 체결력과 반대의 결과를 나타내었다. 유한요소법을 이용하여 체결 역학에 대하여 분석하였다. Width는 체결단계에서 단면관성모멘트의 증가를 통한 보의 강성 증가 효과 보다는, 오히려 길이 증가에 따른 연성증대로 인하여 체결력을 감소시키는 것으로 나타났다. 낮은 체결력과 높은 이탈력을 위한 인자들의 영향도는 서로 상반되는 것으로 나타났다. 적정 수준의 이탈력을 유지하면서 체결력을 최소화하는 설계가 필요한 것으로 나타났다.

텐션클램프의 초기 체결력이 탄성레일체결장치의 성능에 미치는 영향 (Influence of Initial Clamping Force of Tension Clamp on Performance of Elastic Rail Fastening System)

  • 이동욱;최정열;백찬호;박용걸
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.1243-1251
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 텐션클램프의 초기 체결력이 급곡선 궤도용 탄성레일체결장치의 성능에 미치는 영향을 검토함에 있다. 이를 위해 본 연구에서는 탄성레일체결장치의 구성품 중 텐션클램프의 거동을 평가하기 위해 초기 체결력의 변화와 횡압의 증가를 고려한 실내시험, 현장측정 및 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 실험결과, 초기 체결력의 감소는 텐션클램프에 도입되는 초기 압축응력의 감소로 나타났다. 또한 텐션클램프의 압축응력은 급곡선 궤도에서 발생하는 횡압의 작용에 따라 인장응력으로 변환되는 것으로 나타났다. 따라서 초기 체결력에 의해 텐션클램프에 도입된 압축응력은 외력에 따른 발생 인장응력 저감을 위한 보강력으로 작용하는 것으로 분석되어, 탄성레일체결장치의 장기 내구성능 확보와 안정적인 거동을 유지하기 위해서는 적정 초기 체결력의 확보가 중요한 것으로 나타났다.

체결력을 고려한 콘크리트 삽입 앵커볼트의 간편 유한요소 모델 (Simplified Finite Element Model of an Anchor Bolt Inserted Through Concretes Considering Clamping Forces)

  • 노명현;이상열;박규식
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권4호
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    • pp.293-300
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    • 2013
  • 본 논문에서는 앵커볼트의 체결력을 고려한 유한요소 모델을 제안함으로써 앵커볼트로 연결된 부재의 해석적 평가방법을 제안하였다. LS-DYNA를 사용한 유한요소 모델링은 복잡한 3차원 상세모델보다는 단순화된 앵커모델들을 적용함으로써 해석 효율성을 고려하였다. 앵커볼트는 Beam 혹은 Solid 요소로 토크 조임에 따른 앵커볼트 긴장상태를 반영하였고, 토크 조임에 따른 체결력을 고려하기 위해 너트면에 압축력을 도입하거나 너트를 Shell 혹은 Solid로 고려하여 작용 토크값으로 산정되는 체결력과 등가의 하중을 도입하였다. 외력 작용 시 체결력과 마찰력에 의한 앵커볼트의 하중전달은 nodal rigid 혹은 contact 조건으로 고려하였다. 체결력을 고려한 세 종류의 앵커모델을 적용한 해석결과, Model I과 Model III는 볼트 축력과 전단력이 매우 유사한 값으로 계산되었고, Model II의 경우, 볼트 축력과 전단력이 다소 과소평가되는 것으로 나타났다. Model I은 다른 두 모델에 비해 수치해석적으로 효율적인 것으로 분석되었다.

유한요소해석법을 이용한 고정밀 반사경의 구조 해석 (Structural Analysis of High Precision Reflector Using Finite Element Analysis)

  • 이상용;김기석;김건희;이영신
    • 비파괴검사학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.154-159
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    • 2013
  • 본 논문은 마운트의 형상 정밀도와 볼트의 체결력에 따라 마운트에 고정되는 반사경에 발생되는 응력과 변형량에 대해 연구하였다. 일반적인 반사광학계에 사용되는 고정밀 반사경은 볼트나 접착제로 마운트에 조립되는데 이러한 경우 볼트의 체결력과 접착제의 접착력으로 인해 발생하는 장력이 반사경면을 뒤틀리게 한다. 또한 반사경과 마운트를 조립한 후 반사경에 접촉되는 마운트의 표면 형상 정밀도에 따라 반사경면이 뒤틀려서 형상 정밀도가 변한다. 본 논문에서는 유한요소법을 이용한 구조 해석을 통해 반사경과 접촉되는 마운트의 형상 정밀도와 볼트의 체결력에 의해 고정밀 반사경의 반사경면에 발생되는 응력분포와 뒤틀림 변형량에 대해 연구하였다.

볼트 체결력 측정을 위해 제안한 커브피팅 알고리즘에 관한 연구 (Study on The Suggested Curve Fitting Algorithm for Bolt Clamping Force Measurement)

  • 이기원
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.94-98
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    • 2012
  • 정확한 토크 체결력을 제공하기 위하여 토크 측정기는 최소자승이 적용된 커브피팅 알고리즘을 사용한다. 본 논문에서 제안하는 보정 최소자승 커브피팅 알고리즘은 토크 정밀 측정을 사용하는 다양한 산업분야에서 볼트와 너트에 향상된 체결력을 제공할 수 있다. 먼저, 제안한 알고리즘에 대한 수학적 모델을 소개하고, 제안한 알고리즘을 시뮬레이션하여 기존 알고리즘과 그 결과를 비교하였다. 보정된 최소자승 알고리즘은 기존의 토크 측정에 사용되었던 알고리즘보다 낮은 표준 오차 값을 보임으로써 제안한 보정된 최소자승 알고리즘의 성능의 정확성을 증명한다. 따라서, 본 알고리즘을 토크 계측에 적용함으로써 정밀 산업기계 및 전자부품 그리고 기타 항공기, 우주선등 나사의 조임 체결력이 적용되는 산업분야에 적용함으로써 비용 및 안전성 향상에 기여될 것을 예상한다.

장갑판재의 표면처리에 따른 인서트 체결력 변화 연구 (A Study on The Change of Insert Clamping Force Influence According to the Surface Treatment of Armor Aluminum Alloy Plate)

  • 황부일;양상훈;김치환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권8호
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    • pp.787-791
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    • 2015
  • 장갑차의 창정비나 성능개량시 인서트를 교체할 수 없는 특수한 경우에는 크로메이트처리를 재수행함에 따라 체결력이 저하될 수 있는 리스크가 있다. 본 논문에서는 장갑차의 소재로 사용되는 알루미늄 판재에 인서트를 삽입한 채로 크로메이트를 할 경우, 인서트 체결력의 변화에 대하여 연구하였다. 판재의 표면처리와 인서트의 종류에 따른 영향성을 파악하기 위해 실제조건과 동일한 시편으로 파단강도를 측정하였다. 이러한 시험을 통해 차량 동체 제작 공정 기반을 마련하였다.

체결력에 따른 볼트 결합부의 접촉응력분포계수 평가 (Estimation of Contact Stress Distribution Factor in Bolt Joint with variable Fastening torque)

  • 김종규
    • 한국생산제조학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.73-79
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    • 1999
  • Most of mechanical structures are combined of substructures such as beams and/or plates. There are few systems with unibody structures but are many systems with united body structures. Generally the dynamic a nalysis of whole structures is performed under alternation load. In the structure design, the analysis of each bolted joint is more important than others for zero severity. This paper presents the analysis method of contact stress distribution factor in the bolted joint with variable fastening torque on joints in the structure. At first, a static vibration test was performed to find out a nominal stress of bolt jointed plates from the relationship between natural frequency and nominal stress. Then a contact stress was computed at contact point between bolt and plate in the structure. It is believed that the proposed method has promisiong implications for safer design with index of contact stress distribution factor and has merits for cost-down and saving time at the beginning of vehicle development.

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체결력 산포와 마찰계수의 감소를 위한 가진기의 진동량 변화 실험 (An Experimental Study of Vibrator Amplitude Change for a Clamping Force Dispersion and Friction Coefficient Decrease)

  • 이금강;문석만;조용주
    • Tribology and Lubricants
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    • 제27권6호
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    • pp.332-337
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    • 2011
  • The object of this experimental study is to investigate influences of vibrator amplitude on clamping force in vibration for bolted joint. The experiment is that change the vibrator amplitude to check clamping force. also the friction coefficient calculated by equation to use an obtained in experiments. The main purpose of generation vibrations is decreasing the clamping force dispersion. also If vibration occurs while tightening the bolt is reduced coefficient of friction. In this paper, In experiments to measure the clamping force before vibrator's amplitude changing. Vibrator's amplitude changes to 5.5mm from 4.4mm. As a result, under various vibration condition, relationship of clamping force and Vibrator amplitude.

체결력에 따른 볼트 결합구조물의 응력집중계수 평가 (Estimation of stress concentration factor in bolt jointed structure with variable preload)

  • 송준혁
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.298-303
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    • 1998
  • Most of mechanical structures are combined of substructures such as beam and/or plates. There are few system with unibody structures but are not a few systems with united body structures. Generally the dynamic analysis of whole structures is perform ed under alternating load. However, the analysis of each joint area is more important than others for zero severity. This paper presents the results of analysis of concentration stress in bolt jointed structure with variable preload. At frist, a static vibration test was performed to find out a nominal stress of bolt joint ed plates from the relationship between natural frequency and nominal stress. Then a concentration stress was computed at contact point between bolt and plate in the structure. It is believed that the proposed method has promising implications for safer design with fatigue quality index of stress concentration factor and has merit for cost down and saving time at the beginning of vehicle development.

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하이드로 임베딩시 연결요소의 회전을 통한 체결력 개선 연구 (Improvement of Connection Force in Hydro-Embedding Process Through the Rotational Piercing of the Connection Element)

  • 김봉준;김동규;김동진;문영훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권12호
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    • pp.1503-1508
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    • 2006
  • To increase the applicability and productivity of hydroforming process, hydro-embedding process was developed by combining the hydro-forming process with embedding process simultaneously. It is necessary in the automotive parts to form hollow bodies with connection elements which combine one part with another. The hydro-embedding process is embedding the connection element hydraulically during the operating steps of the hydroforming. In this study, technique of rotational piercing is added on the existing hydro-embedding to increase the connection force of hydro-embedded element. To estimate the feasibility of new trial process, integrated researches on the hydro-embedding process technology have been performed by analyzing the deformed mode of the tubes and the optimal process parameters for various shapes of the connection elements.