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ㆍ제품: 컴팩트 트랙 로더
ㆍ해석목적: 트랙 로더의 내구성 개선
CNH (Case New Holland)는 농업, 건설 장비 분야의 선도 업체로서 지속적인 제품 디자인 개선을 위해 모션 시뮬레이션의 역량을 함께 키워 나가고 있다. 한 예로 타이어를 이용한 스키드 스티어 로더(skid-steer loader)에 비해 견인력은 크면서도, 지압(Ground pressure)은 감소한 컴팩트 트랙 로더를 들 수 있다. 시뮬레이션은 실제 실험에 비해 적은 비용으로 빠르게 수행할 수 있었기에 CNH는 성능 개선을 위한 디자인에 보다 집중할 수 있었다. CNH는 시뮬레이션을 통해 트랙 로더의 시스템 수준의 개선은 물론 개별 요소 수준의 개선도 달성할 수 있었고 결과적으로 제품의 내구성을 향상시킬 수 있었다.
주요 작업 프로세스
① 각종 트랙 구성 요소의 동역학 모델링
② 실제 시험 결과와 해석 결과의 비교 및 세부 파라미터 튜닝
③ 실제 실험으로 얻을 수 없는 결과를 얻기 위한 가상 시뮬레이션 수행
④ ‘Worst-case’의 하중 및 응력 결과를 이용한 내구 해석
주요 해석 기술
• 각종 트랙 구성 요소를 손쉽게 모델링할 수 있는 트랙 툴킷
• 복잡한 트랙 어셈블리를 자동으로 생성해 주는 트랙 어셈블리 생성 기능
• 효율적인 모델링 및 관리를 위한 서브 시스템
• 각 요소에 작용하는 하중을 시각적으로 확인하기 위한 힘/토크 표시 기능
관련 제품
• RecurDyn/Professional
• RecurDyn/TrackLM
고객에게 주어진 과제 및 이슈
• 충분한 내구성을 지닌 컴팩트 트랙 로더의 개발
• 주행 시, 트랙의 변형 고려 필요 - 전후방부의 아이들러, 트랙롤러 및 트랙의 복잡한 접촉 고려
- 경사면 주행시 , 트랙 이탈 현상 방지 필요
해결
• 트랙 툴킷을 이용하여 트랙 로더의 동역학 모델을 빠르게 구성
• 다양한 지면 조건에 대한 주행 시뮬레이션을 수행
• 전후방 아이들러에 작용하는 하중을 정량적으로 확인
• 시뮬레이션 결과를 활용한 롤러의 위치 변경 및 차량 무게중심 위치의 변경
• 응력 집중 부위를 확인하고 이를 보강
• 트랙 이탈 방지를 위한 트랙 장력 변경
성과
• 많은 돈과 시간이 소요되었던 물리 실험을 가상 테스트로 대체
• 시뮬레이션을 이용한 설계 변경을 통해 제품의 내구성 개선
• 성능 개선을 위한 디자인에 보다 집중할 수 있게 됨
활용 및 해석사례
• 주행 안정성 및 언더캐리지의 내구성 평가
• 다양한 부품의 내구성 개선
• 트랙 링크의 파손 예측
◀ RecurDyn/TrackLM 툴킷을 이용한 트랙 어셈블리 모델링 데모
• RecurDyn/TrackLM (Track Low Mobility) 툴킷은 건설용 장비에 많이 사용되는 트랙을 모델링하고 시뮬레이션하는데 활용
• 스프라켓, 롤러, 아이들러, 트랙링크 등을 손쉽게 모델링
• 또한 스프라켓의 이빨 및 트랙링크의 그라우저의 형상을 원하는 형태로 수정 가능
