[논문]설계 변경된 세척기의 유한요소해석

이종선

doi:10.5762/kais.2014.15.10.5950

설계 변경된 세척기의 유한요소해석
FEM Analysis of Cleaning Machines by Design Change 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.15 no.10, 2014년, pp.5950 - 5954

초록
AI-Helper

본 논문의 목적은 설계 변경된 세척기의 유한요소해석에 있으며 세척 성능을 향상시킨 세척기 개발을 위하여 기존 세척기의 구조를 변경하여 설계하였다. 설계 시 프로그램은 CATIA V5를 사용하였으며 유한요소해석에 필요한 모델링 또한 CATIA V5를 사용하였다. 모델링된 세척기에 대하여 3차원 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 사용하여 해석을 수행하였으며 안정성을 검증하기 위하여 내부압력의 변화에 따른 유체의 흐름을 구하였다. 이러한 해석결과는 새로운 모델의 세척기를 개발하는데 활용되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

FEM analysis of cleaning machine was performed. A cleaning machine was designed and measured to develop a cleaning machine with highly improved performance and a real configuration. 3D modeling was conducted using the 3-D design program CATIA V5. In addition, FEM analysis was conducted on the modeled cleaning machine using the ANSYS finite element analysis program and the pressure changes in internal fluid flow were visualized. This result was applied to the new product development of cleaning machines.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문은 성능을 향상시킨 세척기 개발을 위하여 기존 세척기의 구조를 변경하여 설계하였다. 설계 시 프로그램은 CATIA V5[1]를 사용하였으며 유한요소해석에 필요한 모델링을 위하여 CATIA V5를 사용하였다.
본 연구에서는 세척기의 성능을 향상시킨 제품개발을 위하여 기존의 세척기 구조를 변경하여 설계하였다. 설계와 모델링은 CATIA를 활용하였으며 ANSYS를 활용하여 유한요소해석을 실시하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
그동안 세척기는 선진외국제품을 수입하여 사용하였으며 국내의 세척기 제작사들은 영세하여 완성품을 수입하여 판매하거나 부품을 수입하여 조립하는 수준이었다. 이러한 상황을 호전시키기 위하여 세척기에 대한 연구개발이 시작되었으며 새로운 모델의 세척기를 개발하려는 시도로 본 연구가 시행되었다.

제안 방법

3) 유한요소해석의 결과를 활용하여 성능이 향상된 새로운 세척기를 제작하였다.
모델링은 세척기의 Gun, Hose, Motor pump, Boiler 부분에 대하여 수행하였으며 압력이 높아진 물의 흐름을 위한 내부모형을 모델링하였다. 원활한 해석을 위하여 형상을 간략화 시키고 불필요한 부분은 제거하였다.
본 연구에서는 세척기의 성능을 향상시킨 제품개발을 위하여 기존의 세척기 구조를 변경하여 설계하였다. 설계와 모델링은 CATIA를 활용하였으며 ANSYS를 활용하여 유한요소해석을 실시하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
세척기 내부와 외부의 유체 흐름을 알아보기 위하여 기존의 유동해석 결과[4]를 참고하였으며 각각 130, 150, 160, 170, 180, 190, 200bar의 압력을 주어 유한요소해석[5-7]을 실시하였다. Table 2는 해석조건이다.

대상 데이터

논문의 해석대상은 Fig. 1과 같은 기존의 세척기에 대하여 설계 변경된 세척기로서 Fig. 2와 같은 형상과 배치 구조를 가진다.

데이터처리

설계 시 프로그램은 CATIA V5[1]를 사용하였으며 유한요소해석에 필요한 모델링을 위하여 CATIA V5를 사용하였다. 또한 모델링된 세척기에 대하여 3차원 유한요소해석 프로그램인 ANSYS[2-3]를 사용하여 해석을 수행하였으며 내부 압력에 따른 유체의 흐름을 구하였다. 이러한 유한요소 해석의 결과는 새로운 세척기의 제품개발에 활용되었으며 성능이 개선된 세척기를 제작하여 시장에서 판매하고 있다.

이론/모형

본 논문은 성능을 향상시킨 세척기 개발을 위하여 기존 세척기의 구조를 변경하여 설계하였다. 설계 시 프로그램은 CATIA V5[1]를 사용하였으며 유한요소해석에 필요한 모델링을 위하여 CATIA V5를 사용하였다. 또한 모델링된 세척기에 대하여 3차원 유한요소해석 프로그램인 ANSYS[2-3]를 사용하여 해석을 수행하였으며 내부 압력에 따른 유체의 흐름을 구하였다.

성능/효과

1) 해석결과 내부유체의 흐름이 유연하게 진행됨을 알수 있었고 이에 따라 내부유체흐름에 방해, 막힘 현상이 발생하지 않아 새로 제작된 세척기의 기능에는 문제가 없음을 알 수 있었다.
2) 130-200bar의 압력을 증가시켰을 때 일정한 패턴으로 압력이 증가할 때 속도가 증가하는 것을 알 수 있었다.
4) 이러한 결과는 세척기 제작사의 매출향상과 수입대체효과가 있을 것으로 예상된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	ANSYS는 무슨 프로그램인가?	설계 시 프로그램은 CATIA V5를 사용하였으며 유한요소해석에 필요한 모델링 또한 CATIA V5를 사용하였다. 모델링된 세척기에 대하여 3차원 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 사용하여 해석을 수행하였으며 안정성을 검증하기 위하여 내부압력의 변화에 따른 유체의 흐름을 구하였다. 이러한 해석결과는 새로운 모델의 세척기를 개발하는데 활용되었다.
	세척기에 대한 연구개발이 시작된 것은 어떤 상황을 호전하기 위한 것인가?	이러한 추세는 산업현장 뿐만 아니라 일반 세차장, 건설현장, 가정에서 활발히 사용 중인 세척기(Cleaning machine)에도 적용되고 있다. 그동안 세척기는 선진외국제품을 수입하여 사용하였으며 국내의 세척기 제작사들은 영세하여 완성품을 수입하여 판매하거나 부품을 수입하여 조립하는 수준이었다. 이러한 상황을 호전시키기 위하여 세척기에 대한 연구개발이 시작되었으며 새로운 모델의 세척기를 개발하려는 시도로 본 연구가 시행되었다.
	산업현장에서 생산되는 제품에서 우선 고려해야 할 사항은?	요즈음 사회적인 분위기가 안전에 대한 의식변화를 요구하고 있으며 산업구조물에 대한 안전문제가 심각하게 제기되고 있으므로 산업현장에서 생산되는 제품에서 우선 고려해야 할 사항은 안전성, 내구성, 효율성, 낮은 에너지 소비량이다. 특히 제품의 경량화를 통하여 에너지 소비량을 낮추고 사용 시 산업재해를 방지할 수 있는 안전성이 중요한 항목으로 대두되고 있다.

참고문헌 (7)

Heechang Che, "Introduction to CATIA V5", Pearson Education Korea Ltd., 2002.
ANSYS User's Manual Ver.12.1, ANSYS Inc., 2010.
Chulwoo Park, Hong chulhyun, "User Guide of ANSYS Workbench", Intervision, 2008.
Jongsun Lee, "CFD Analysis of High Pressure Cleaning Machine", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol.14, No.11, pp.5330-5333, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2013.14.11.5330

원문보기 상세보기
Jongsun Lee, "Computational Fluid Dynamic Analysis of Cooler Jacket", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol.7, No.1, pp.1-6, 2006.
Jongsun Lee, "Design and Structure Improvement of Ultra Low Volume Sprinkler", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol.11, No.1, pp.43-48, 2010. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2010.11.1.043

원문보기 상세보기
Jongsun Lee, "Computational Fluid Dynamics Hydraulic Valve Meter", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol.13, No.5, pp.1963-1968, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2012.13.5.1963

원문보기 상세보기

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

설계 변경된 세척기의 유한요소해석
FEM Analysis of Cleaning Machines by Design Change 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

질의응답

참고문헌 (7)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

설계 변경된 세척기의 유한요소해석 FEM Analysis of Cleaning Machines by Design Change 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

질의응답

참고문헌 (7)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

이종선 (67)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

설계 변경된 세척기의 유한요소해석
FEM Analysis of Cleaning Machines by Design Change 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper