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제안 방법
- 1) 구조해석을 통하여 운동기구에 작용하는 최대응력과 최대변형률을 구하여 설계에 적용하였다.
- 2) 구조해석의 결과를 이용하여 상용 CAD 소프트웨어인 AutoCAD로 확립된 설계기준에 따라 설계하였다.
- 4~Fig. 7은 회전봉 해석의 응력 결과로 운동을 함에 있어 회전봉에 힘이 가해지는 부분에 하중을 적용하였으며 회전시 와이어가 감기는' 판부분을 완전 구속하여 해석을 수행하였다.
- Fig. 1은 AutoCAD로 작업한 레그 익스텐션 기구의 전체 조립도로서, 사용자의 신체조건과 온동량에 따라 운동의 강도와 기구의 위치를 조절할 수 있는 장치를 장착하여 효율적인 운동효과를 이룰수 있도록 설계하였다. 또한 프레임의 형상은 기존의 딱딱한 느낌을 탈피하고 시각적인 디자인을 살려 밴딩을 이용한 설계를 시도하였다.
- Table 1은 레그 익스텐션 기구에 사용된Carbon Steel 의 물성치로 구조해석을 위한 기초 자료로 사용되었으며, Table 2는 구조해석을 위한 무게추와 회전발걸이 부분의 해석 조건 즉, 하중, 절점수와 요소수를 정의한 것으로서 구조해석 시 해석 결과에 영향을 주지 않는 의자 부분 등을 생략하고 단순화 하였다. 구속조건과 하중 조건에 있어서 무게추의 옆면을 고정하였으며 회전발걸이 부분의 봉에 작용된 하중은 30 kg, 50 kg, 100 kg, 200kg으로 나누어 해석하였으며 회전발걸이 부분의 각도 변화를 0°~270°까지 적용하여 구조해석을 시행하였다.
- 등을 생략하고 단순화 하였다. 구속조건과 하중 조건에 있어서 무게추의 옆면을 고정하였으며 회전발걸이 부분의 봉에 작용된 하중은 30 kg, 50 kg, 100 kg, 200kg으로 나누어 해석하였으며 회전발걸이 부분의 각도 변화를 0°~270°까지 적용하여 구조해석을 시행하였다. Table 3은 구조해석 결과인 최대응력과 최대변형률 값을 나타낸다.
- 1은 AutoCAD로 작업한 레그 익스텐션 기구의 전체 조립도로서, 사용자의 신체조건과 온동량에 따라 운동의 강도와 기구의 위치를 조절할 수 있는 장치를 장착하여 효율적인 운동효과를 이룰수 있도록 설계하였다. 또한 프레임의 형상은 기존의 딱딱한 느낌을 탈피하고 시각적인 디자인을 살려 밴딩을 이용한 설계를 시도하였다.
- 기존의 레그 익스텐션 기구에도 발걸이의 높이를 조절하는 장치가 의자에 장치되어 있으나 조절범위가 크지 않을 뿐만 아니라 운동량의 조절 기능을 가지고 있지 않다는 단점이 있다. 이런 단점을 보완하기 위하여 레그 익스텐션 기구의 회전발걸이 부분에 각도변화를 360°까지 적용하여 개선하고 안전성, 편리성, 기능성, 운동효과의 극대성을 강화함으로서 운동선수뿐만 아니라 남녀노소 누구나 자기의 몸에 알맞고 안전한 운동을 통하여 운동효과를 극대화 할 수 있는 운동기구를 개발한다. 또한 외국체품들은 비싸고 기구 자체가 서양인 체형에 맞게 설계되어져 있어 기능 면이나 가격 경쟁력 면에서 국산제품의 경쟁력을 높이고 수출에까지 많은 효과를 나타낼 것이다.
- 하체 근육의 최대 운동 효과를 구현할 수 있는 운동기구를 개발하기 위하여 3차원 유한요소 해석코드인 ANSYS를 활용하여 구조해석을 수행하였다. 구조해석의 결과는 레그 익스텐션 기구의 상세설계에 적용하였으며, AutoCAD를 활용하여 설계하였다.
데이터처리
- 설계된 레그 익스텐션 기구의 구조해석을 위하여 ANSYS 7.0을 활용하였으며, 무게추 부분과 회전조절 발걸이 부분의 solid model을 interface시켜 구조해석을 수행하였다.
이론/모형
- 2차원 설계는 AutoCAD로 작업을 수행하였으며 이를 토대로 하여 3차원 설계는 Solid WorksS. Part 별로 작업하여 Part를 조립하여 도면을 완성하였다.
- 구조해석의 결과는 레그 익스텐션 기구의 상세설계에 적용하였으며, AutoCAD를 활용하여 설계하였다.
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