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문제 정의
- 로크너트의 풀림성능을 향상시키기 위한 스프링의 최적 형상을 찾기 위하여 외력에 따른 볼트의 회전량 변화를 최소화하는 것을 목적함수로 선정하였다. 설계변수는 스프링의 피치길이(L1), 스프링의 외경(L2), 스프링 단면의 반경(r) 및 스프링 단면의 길이(d)로 설정하였다.
- 또한 반응표면 분석법을 이용하여 스프링의 최적 형상을 찾았다. 본 연구에서 개발한 너트의 성능을 검증하기 위하여 스프링을 장착하지 않은 볼트-너트 체결체와 스프링을 장착한 볼트-너트 체결체에 대하여 해석을 수행하였다. 해석 결과 스프링을 장착한 경우, 장착하지 않았을 때보다 너트의 풀림량이 훨씬 적다는 것을 확인하였다.
- 일반적인 볼트-너트 체결체에 있어서, 볼트-너트를 조인 후 피 체결물에 볼트의 축 직각방향으로 연속적인 하중을 가하게 되면 너트가 풀린다는 사실이 잘 알려져 있다 [1]. 본 연구에서는 너트내부에 스프링을 삽입하여 볼트와의 결합시 볼트의 축력을 증킴으로써 너트의 풀림 현상을 억제시키는 새로운 개념의 풀림 방지 로크 너트(Loose-proof Lock Nut)를 개발하였다. Fig.
- 본 연구에서는 볼트-너트 체결체에 있어서 너트의 풀림을 방지하기 위하여 너트 내부에 스프링을 삽입하여 볼트의 축하중을 증대시킨 새로운 형태의 너트를 개발하였다. 성능을 확인하기 위해 각각의 부품에 대한 유한 요소 모델을 생성하였고, 볼트-너트 체결체에 축 직각 방향 하중을 반복적으로 가했을 때 볼트의 축력 변화와 너트의 회전량 변화를 알아보았다.
가설 설정
- 이는 볼트를 체결할 때 마찰을 일정하게 제어하는 경우(윤활유를 이용한 경우)의 대표적인 값이다 [1]. 일반적인 볼트-너트 체결물에서 볼트에 걸리는 하중을 5kN 이라 가정하고, 5kN 의 초기 축력 발생을 위해 볼트 하단면에 Y 방향 강제 변위를 -0.1mm 부여하였다. 진동판 측면에 0.
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