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문제 정의
- 본 연구는 새로운 메커니즘의 충격 흡수장치를 소개한다. 보편적으로 사용되는 충격흡수장치, 즉 쇽업소바(shock-absorber)는 스프링의 복원력과 오일 혹은 가스가 오리피스를 통과할 때 발생하는 점성감쇠를 이용하여 완충작용을 한다.
- 본 연구는 한국형 달탐사선의 개발연구의 일환으로 착륙장치에 적용될 충격흡수구조를 설계하는 것을 목적으로 한다. 무중력상태이고 온도의 변화 폭이 큰 우주공간에서 유공압식 댐퍼의 사용이 어렵기 때문에 통상 에어백(air-bag)이나 알루미늄 허니컴(aluminum honeycomb)이 사용되고 있다.
- 이때, 가진 자석은 중심 관통 홀에 유격을 갖도록 설계되기 때문에 자석은 자기력에 의해 편심 되어 스틸관의 표면에 접촉한 상태로 운동한다. 본 연구에서는 각각의 힘의 동특성을 유한요소해석과 조화가진 실험을 통하여 분석하고 전자기식 충격흡수장치의 충격흡수성능을 예측하였다.
- 본 연구에서는 전자기식 충격흡수장치를 설계하고 충격흡수성능을 예측하였다. 설계한 충격 흡수장치의 완충방식을 자기력, 와전류 감쇠력, 마찰력, 자기 스프링 힘으로 네 가지 요소로 분리하여 각각 유한요소해석과 가진 실험을 수행하였다.
- 구리.스틸 복합관은 와전류 감쇠력과 마찰력을 동시에 효율적으로 얻기 위해 본 연구에서 고안한 구조이다. 선행연구에서는 구리.
가설 설정
- 그리고 두 결과를 비교하고 각 요소의 동특성을 분석하였다. 또한, 실험으로 타당성을 검증한 해석결과를 이용하여 자석이 저속으로 등속 운동한다는 가정 하에 장치의 충격흡수 성능을 예즉하였다. 영구자석과 금속관으로만 이루어진 장치임에도 불구하고 충격흡수장치로 적절한 성능을 보일 것으로 예상되며 설계된 충격 흡수장치를 제작하고 낙하충격 실험을 수행하여 성능을 입증할 계획이다.
- 잘 예측한다는 사실을 확인하였다. 해석 결과들을 이용하여 본 장치에서 자석이 0.5 m/s로 등속으로 가진된다는 가정아래에 발생될 것으로 예상되는 감쇠력을 힘-변위 곡선으로 Fig. 12에 나타내었다. 실제로 충격이 장치에 가해진다면 장치의 구동속도가 등속이 아니기 때문에 성능에 차이가 있겠지만 전자기식 충격 흡수구조의 충격 흡수 용량을 가늠하고 파라미터를 결정하는 등 해석을 통하여 적절한 전자기식 충격 흡수장치의 설계가 가능하다.
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