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본 연구는 볼트로 체결된 시스템을 유한요소 해석 소프트웨어 (finite element analysis software)를 이용하여 시스템의 동적 특성을 해석하는 모델링 방법과 이를 기반으로 하여 볼트의 개수 및 위치에 따른 동적 특성을 고려한 최적 설계 방법에 관한 것이다. 일반적으로 기계 시스템은 많은 부분 시스템(이하 분계)이 볼트, 핀, 리벳 등의 결합요소로 구성되어 있으며 그 중에서 가장 빈번하게 사용되는 것은 볼트 결합 요소 이다. 그러나 현재까지 볼트 결합 요소를 포함한 구조물에 대한 유한요소 해석 소프트웨어에 의한 모델링 방법은 명확히 정의되어 있지 않으며 특히 넓은 접촉 결합 면적을 지니는 경우에는 간섭효과 (interference effect) 등의 문제로 인해 정확한 해석이 용이하지 않다. 그리고 동적 특성을 고려한 볼트의 위치나 개수를 결정하는 최적 설계 방법 또한 정립되지 않았다. 본 연구에서는 큰 접촉 결합 면적을 지니는 구조물의 동적 특성을 콘프러스타 방법(cone frusta method)과 스프링 요소를 이용하여 ...

본 연구는 볼트로 체결된 시스템을 유한요소 해석 소프트웨어 (finite element analysis software)를 이용하여 시스템의 동적 특성을 해석하는 모델링 방법과 이를 기반으로 하여 볼트의 개수 및 위치에 따른 동적 특성을 고려한 최적 설계 방법에 관한 것이다. 일반적으로 기계 시스템은 많은 부분 시스템(이하 분계)이 볼트, 핀, 리벳 등의 결합요소로 구성되어 있으며 그 중에서 가장 빈번하게 사용되는 것은 볼트 결합 요소 이다. 그러나 현재까지 볼트 결합 요소를 포함한 구조물에 대한 유한요소 해석 소프트웨어에 의한 모델링 방법은 명확히 정의되어 있지 않으며 특히 넓은 접촉 결합 면적을 지니는 경우에는 간섭효과 (interference effect) 등의 문제로 인해 정확한 해석이 용이하지 않다. 그리고 동적 특성을 고려한 볼트의 위치나 개수를 결정하는 최적 설계 방법 또한 정립되지 않았다. 본 연구에서는 큰 접촉 결합 면적을 지니는 구조물의 동적 특성을 콘프러스타 방법(cone frusta method)과 스프링 요소를 이용하여 시뮬레이션 하는 방법을 제안하였다. 또한 대칭 구속 조건의 가정하에서 모드 형상의 접 절점(node)에서의 상대 거리를 고려하여 볼트의 체결 위치와 개수를 조절함으로써 해당 고유 주파수를 조절하는 최적 설계 방법을 제안하였다. 모델링 방법과 최적 설계 방법은 유한요소 해석 결과와 실험 결과를 바탕으로 검증하였다.

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