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진동기반 하중 추정기법의 이론 및 암반 천공용 유압 브레이커 적용사례
The Theory of Load Estimation Method and Case Study of Hydraulic Breaker for Rock Drilling 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.29 no.3, 2019년, pp.135 - 147  

김대지 (한국생산기술연구원 건설기계부품그룹) ,  조정우 (한국생산기술연구원 건설기계부품그룹) ,  오주영 (한국생산기술연구원 건설기계부품그룹) ,  정진태 (한양대학교 기계설계공학과) ,  송창헌 (한국생산기술연구원 건설기계부품그룹)

초록
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본 논문은 기계시스템의 하중추정 기법 및 적용사례 소개가 목적이다. 이를 위해 진동기반 하중추정 기법의 이론적 배경 및 하중정량화 절차를 구체적으로 설명하였다. 또한 충격하중 및 진동이 발생하는 천공장비에 적용하여 진동기반 하중추정 기법의 적용성과 한계점을 분석하고 이에 대한 대응책에 대해 논의하였다. 마지막으로, 하중추정 기술의 추가 연구의 필요성을 토의하고, 새로운 충격하중 측정기술 개발을 위한 방법론을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper introduced a impact load estimation method by examining vibration transfer path analysis (TPA). The theoretical background and the load quantification procedure are explained, and a case study of hydraulic breaker is reported. We explained the merits and limitations of the load estimation...

주제어

#진동시험   #전달경로분석   #하중추정   #암반천공   #천공장비  

표/그림 (14)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 기술보고를 통해 천공장비의 주요 부품의 설계 및 구조안정성 평가에 주요인자인 충격하중을 추정하는 기법과 적용사례를 소개하고자한다. 이를 위해 진동기반 하중추정기법의 이론적 배경 및 하중 정량화 절차와 암반 천공 기계장치에 대한 적용성과 한계점을 분석하고 기술의 추가 연구의 필요성을 제시하고자 한다.
  • 본 논문에서는 스트레인 게이지 및 로드셀의 적용이 어려운 시험조건에서 진동기반 하중추정 기법의 이론적 배경과 적용사례를 소개하였다. 본 사례를 분석하여 건설기계 및 핵심부품의 충격하중을 정량적으로 도출하는 기법의 방법론 및 장･단점을 논의하였다.
  • 본 절에서는 유압브레이커 타격 시 발생하는 충격하중의 추정 및 정량화 방법을 소개하고자 한다. Fig.

가설 설정

  • 본 사례에서는 타격시험의 재현성 및 일정한 타격력 구현을 위해 암반이 아닌 강판 타격조건으로 시험이 진행되었다. 따라서 치즐의 타격 시 소음, 진동에 의한 에너지 손실 및 반력의 형태로 타격 하중이 하우징에 전달된다는 가정을 두면, 충격하중 및 진동이 발생하는 기계장치에 대해 본 논문에서 소개된 기법의 적용을 확인하였다. 본 기법의 신뢰성 검증을 위해서는 내진패드의 하중전달에 대해 CAE(computer aided engineering)를 도입해 규명할 필요가 있으며, 추가적인 물성시험이 요구된다.
  • 진동기반 하중추정기법은 신호분석 방법에 따라 주파수 영역과 시간 영역으로 구분된다. 시간 영역의 하중추정기법은 주파수 영역의 분석방법과 동일하다. 다만, 주파수 영역에서는 단순 곱으로 계산하던 부분을 시간 영역에서는 컨볼루션(convolution) 적분을 이용한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
충격하중의 측정의 단점은 무엇인가? , force sensor, strain gauge)이 존재한다. 충격하중의 측정은 측정 장비의 동적 특성이 고려되어야하기 때문에 정하중 측정법에 비해 센서 설치 및 데이터 획득이 어렵다(Sundin and Jonsson, 1985). 충격하중이 발생되는 구조물에 대해 로드셀 및 스트레인 게이지를 이용한 다양한 연구가 보고된 바 있다(Baker and Dove, 1962, Suzuki, 1971, Zhang et al.
암반 천공 기계장치는 무엇인가? g., hydraulic breaker, crusher, top-hammer, TBM)는 타격력을 전달받아 암석과 암반을 파쇄하거나 천공하는 건설기계이다. 이 장비들은 암반 시공, 터널굴착, 자원 및 골재 생산, 건축물 해체 등 다양한 건설 산업분야에 활용되고 있다.
진동기반 하중추정 기법은 어떻게 구분되는가? 진동기반 하중추정 기법은 가진원으로 부터 발생하는 소음 및 진동 에너지의 흐름으로 주요전달경로를 파악과 하중추정에 유용 하며 기계시스템을 구성하는 각 부품의 민감도 파악이 가능한 방법이다(Kim and Lee, 2008). 이 기법은 구조기인(structure borne noise)과 공기기인(air borne noise)으로 구분된다(SIMENS, 2014b). 구조기인 소음은 발생되는 진동이 구조물을 통해 전달되며, 공기기인 소음은 공기를 매개로 전달된다.
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참고문헌 (29)

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