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자석 척력의 자전거 쿠션장치 적용 및 비선형성 고찰
An Observation of the Application of a Magnetic Force to the Bicycle Cushion System and its Nonlinearity 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.17 no.1, 2018년, pp.42 - 47  

윤성호 (금오공과공대학교 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes the dynamical behavior of the bicycle and its nonlinear effect when magnetic repulsive forces are applied to the bicycle cushion system. A finite-element method was used to obtain its reliabilities by comparing the experimental and numerical values and select the proper magnet s...

주제어

#자전거 쿠션장치   #비선형 강성   #자석 척력  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 자석의 척력을 다른 차량에도 적용할 수 있는 쿠션 시스템 설계를 구체화할 수 있는 기반을 마련하였다. 또한 향후 자석의 감쇠의 특성이 파악되면 보다 정밀한 동적 거동을 예측할 수 있는 도구로 활용될 수 있을 것이다.
  • 본 연구에서는 자석의 척력을 이용하여 자전거의 쿠션 장치를 설치하고 동역학적인 거동을 살펴보았다. 유한요소법으로 구한 해석치의 신뢰도를 확보하기 위하여 실측 장비로부터 측정한 실험치와 유한요소 해석치를 비교하였다.

가설 설정

  • qf와 qr은 전후륜의 비평탄면 주행 가진(excitation) 입력으로 운전자가 25km/h의 속도로 정현파의 파동 길이(sinusoidal wavelength)가 5m이고 최대 높이가 0.03m인 굴곡로를 주행한다고 가정하고 동적 거동을 조사하였다. 동일한 주행 조건에서 자석의 척력이 제공하는 완충 성능을 선형과 비선형으로 나누어 관찰하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자석의 척력을 이용하여 자전거의 거동을 살펴본 결과는? 전륜과 후륜이 동시에 굴곡로를 통과하거나 전륜만 통과했을 때 안장의 수직 변위는 선형과 비선형 거동 모두 매우 유사하다. 프레임 전단부의 수직 변위는 전후륜이동시에 굴곡로를 통과할 때 그 변위가 오직 전륜만 통과했을 때 보다 크다. 또한 피칭 운동은 선형과 비선형의 경우 전후륜이 동시에 굴곡로를 통과할 때 매우 상이한거동을 하고 있음을 관찰하였고, 전륜만 통과했을 때에는 선형과 비선형의 경우 모두 유사하지만 전자에 비교하여 피칭 각도가 훨씬 큼을 알 수 있었다.
자전거용 안장의 종류를 말하라 자전거용 안장의 종류는 스프링 방식과 레일 방식으로 크게 두 가지로 나누어진다. 안장 높이가 자전거 핸들보다 낮은 경우에 적용되는 스프링 방식은 일반 생활형 자전거에 적용이 되며, 몸 전체의 수직 하중에 의한 압박이 안장에 작용한다.
자전거가 요즘 각광받는 이유는? 현재 화석 연료 및 고유가로 인하여 환경 친화적인 교통 수단으로서 각광을 받고 있는 것 중의 하나가 자전거이다. 자전거 산업의 규모는 스포츠 용품산업에서 차지하는 비중이 매우 큰 편이며 향후에도 자전거는 건강과 레저 수단으로서의 역할도 계속 증대하리라 예상한다.
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참고문헌 (8)

  1. Han, M. S. and Cho, J. U., "Durability Study on Two-passenger Bicycle Frame under Non-uniform Fatigue Load," Journal of Korean Society of Manufacturing Precess Engineers, Vol. 14, No. 3, pp. 92-98, 2015. 

  2. Han, S. G., Chun, S. Y. and Kang, S. K., "Durability Design of the Thickness of Bicycle Frames," Journal of Korean Society of Manufacturing Precess Engineers, Vol. 14, No. 6, pp. 84-89, 2015. 

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  3. Ansys Workbench, ANSYS, Inc., USA. 2015. 

  4. Hughes, T. J. R., Finite Element Method, Prentice-Hall, pp. 109-184, 1987. 

  5. Yoon, H. M., Yun, S. H., Goo, C. G. and Lee, S. H.., "Analysis for Determination of Permanent Magnetic Size Applicable to Bicycle Spring System," Proceedings of the KSMPE Autumn Conference, pp. 137, 2015. 

  6. Yun, S. H., "Analysis of Bicycle Cushion System by Using Repulsive Force of Magnetics," Computational Structural Engineering Institute of Korea, Vol. 29, No. 1, pp. 45-52, 2016. 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. Cossalter, V., Doria, A., Garbin, S., Lot, R., "Frequency-domain method for evaluating the ride comfort of a motorcycle," Vehicle System Dynamics, Vol. 44, No. 4, pp. 339-355, 2006. 

    상세보기 crossref

  8. Waechtr, M., Riess, F. and Zacharias, N., "A multibody model for the simulation of bicycle suspension systems," Vehicle System Dynamics, Vol. 37, No. 1, pp. 3-28, 2002. 

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