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한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.29 no.10, 2012년, pp.1043 - 1049
이찬홍 (한국기계연구원 초정밀시스템연구실) , 하태호 (한국기계연구원 초정밀시스템연구실) , 이재학 (한국기계연구원 초정밀시스템연구실)
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The FEM analysis of machine tools is the general analysis process to evaluate machine performance in the industry for a long time. Despite advances in FEM software, because of difficult simplicity of CAD drawing, little experience of joints stiffness modeling and troublesome manual contact area divi...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 가상 공작기계를 활용한 성능평가에서 중심적인 역할을 하는 정적, 동적, 열적 FEM 해석 결과는 어떤 어려움을 가지고 있는가? | 가상 공작기계를 활용한 성능평가에서 중심적인 역할을 하는 것이 정적, 동적, 열적 FEM 해석 결과이다. 그러나 설계자들은 복잡하고 다층으로 구성 조립된 공작기계의 모델링 때문에 많은 어려움을 겪게 되고, 시간과 경험을 보유해야 한다.2 또한 공작기계의 안내계와 회전계 같은 이동형 결합부나 볼트와 마운트 같이 고정돼 있는 고정형 결합부의 강성 모델링을 할 때 실험적 강성값을 알 수 없어 어려움을 겪게 된다. 더욱이 결합부가 임의의 각도로 기울어져 존재한다면 강성값을 장비의 전체 좌표계를 기준으로 삼차원 좌표변환을 수동으로 해야 하는 번거로움도 있게 된다.3 | |
| 공작기계의 특징은 무엇인가? | 공작기계는 일반적인 기계장치보다 많은 제작 부품과 구매품들이 조립되어 결합부가 많은 것이 특징이다. 일반 장비의 경우 결합부는 장비의 기능에 큰 영향을 미치지 않는데, 공작기계의 경우 절삭력에 대한 전체 구조물의 변위가 매우 중요하므로, 절삭력이 구조물을 매개로 전달되면서 구조물과 구조물 사이의 결합부가 힘 전달과 함께 변위를 일으키는 현상에 대한 대책이 필요하다. | |
| 볼트와 마운트의 강성 모델링은 어떤 방법으로 만들어지는가? | 공작기계의 주요 결합부는 볼트, 마운트, 베어링 그리고 LM 블록을 지칭한다. 볼트와 마운트의 강성 모델링은 체결력이나 중력이 작용하는 수직방향을 Z 방향으로 하고 수평방향을 X 와 Y 방향으로 정의해서 각 방향마다 이론식과 실험값에 의한 강성값을 부여하는 방법으로 만들어 진다.4-6 이 강성 모델링에 필요한 스프링 요소는 FEM 소프트웨어 Ansys에서 Matrix 27 요소를 사용하였는데, 이 요소는 방향에 따른 강성값 입력 개수가 78 개이고, 필요하다면 감쇠값도 방향에 따라 78 개를 입력할 수 있다. |
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