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ㆍ제품: 팔레트 적재 골판지 상자

ㆍ해석목적: 팔레트에 적재된 골판지 상자의 운송 및 보관시의 진동에 의한 상자간 마찰 및 화물 붕괴 방지 대책

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각종 소비재의 운송과 적재에는 골판지 상자가 흔히 사용되며. 골판지 상자는 운송 및 보관 시 팔레트에 적재되어 사용된다.

이 때 운송시의 진동이나 보관 중 발생한 지진 등으로 인해 골판지 간의 접촉에 의한 마찰로 인한 손상이나 화물의 붕괴가 발생할 수 있다. 포장화물 시험 규격에서 진동 방향은 수직으로 규정되어 왔지만, 최근에는 Roll과 Pitch 진동을 포함한 3 자유도 진동 시험기를 통해 실제에 가까운 시험 조건을 구현하고 있다.

본 사례는 Roll과 Pitch 움직임이 가능한 진동 시험기와 팔레트에 적재된 골판지 상자를 RecurDyn으로 모델링한 후 진동 시험기의 입력용 액추에이터에 변위를 주어 팔레트에 적재된 골판지 상자의 Roll및 Pitch 진동에 의해 발생하는 상자 간의 마찰과 붕괴를 평가하였다.

주요 작업 프로세스

① Roll, Pitch의 움직임이 가능한 3자유도 진동 시험기를 RecurDyn으로 모델링

② 팔레트에 적재된 골판지 상자를 RecurDyn으로 모델링

③ 팔레트와 골판지 상자, 그리고 골판지 상자 간에 접촉 정의

④ 골판지 상자에 화물 붕괴 방지 필름이 부착된 상황을 상정한 모델링

⑤ 3자유도 진동 시험기의 액추에이터에 Roll/Pitch 진동을 발생시키기 위한 변위 입력

주요 해석 기술

• 3자유도 진동 시험기의 Roll 및 Pitch 거동 특성을 정확하게 재현하기 위한 부품 간의 조인트

• 평가 대상물의 크기와 질량에 관계없이 원하는 진동을 발생시킬 수 있는 3자유도 진동 가진 기의 기구학 모델

• 적재된 화물의 붕괴를 방지하기 위한 필름의 모델링 기법

관련 제품

ㆍRecurDyn/Professional

고객이 직면한 문제점

• 팔레트에 적재된 골판지 상자에서 Roll, Pitch 거동에 기인한 것으로 여겨지는 상자측면 간 마찰에 의한 인쇄면의 벗겨짐 및 상자의 붕괴 발생

• 트럭 운송 중 포장화물의 진동은 기존의 상하좌우 입력에 의한 진동으로는 재현할 수 없으며, 자동차에 설치된 수조에 담긴 물의 거동 역시 재현하지 못함

• 실제 진동시험은 많은 비용과 작업량을 필요로 하기 때문에 시험변수의 개수를 줄일 필요성 존재

해결

• 해석 대상인 골판지 상자와 진동 시험기의 모델을 만들고 실제 시험 환경과 동일한 환경의 분석 모델을 구축

• RecurDyn의 접촉(Contact) 모델 기능을 활용하여 골판지 상자에 관련된 접촉을 표현

• 화물 붕괴 방지용 필름의 효과를 모사하기 위해, 적재된 골판지 상자 전체를 감싸는 부품을 추가하여, 골판지 상자 간에 낮은 접촉 강성을 적용

성과

• 세 곳의 액추에이터 각각에 다른 진폭과 주파수의 Sin파형을 입력하여 Roll, Pitch 거동 구현

• 골판지 박스 필름이 뜯어져 화물 붕괴가 발생하는 상황 재현

• Roll/Pitch 거동에 의한 골판지 간 마찰의 원인으로 여겨지는 인접한 상자 간에 발생하는 접촉력 예측

활용 및 해석사례

◀ 충격낙하 평가 시험에 적용

ㆍ포장 내용물의 손상 평가

ㆍ골판지 상자의 손상 평가