마찰스프링의 동역학적 모델링방법 연구

Abstract

본 논문은 마찰스프링의 동역학적인 모델링 방법에 대한 것이다. 많은 부품 및 구속조건으로 정의되어 있는 시스템의 동역학 모델 내에서 마찰스프링의 힘 특성을 표현하기 위해 링의 접촉과 변형을 일반적으로 사용하는 유연체로 직접적으로 모델링하는 방법은 여러 가지 측면에서 불편함이 많고 비효율적이다. 이러한 문제를 개선하기 위해서는 마찰스프링의 특성을 잘 표현하면서 동역학 모델에 쉽게 적용할 수 있는 수학적인 이론식이 필요하다. 본 논문에서는 링의 설계변수와 마찰스프링의 특성인 강성, 압축력, 복원력 간의 관계식을 유도하고, 구조해석 및 시험결과와의 비교를 통하여 유도된 수식의 정확성을 검증하였다. 또한 유도된 식을 이용하여 두 종류의 동역학 모델을 구성하고 검토하여 해석의 목적 및 조건에 따라 효율적인 방법을 선택할 수 있게 하였다. 본 연구를 통해 유도된 식을 이용하면 설계변수로써 마찰스프링 단품의 성능을 미리 예측할 수 있다. 또 관계식을 동역학 모델에 적용하면 단순한 힘 요소로 정의가 되기 때문에 모델링 및 해석 시간을 단축할 수 있어서 효율적으로 시스템의 동역학 해석을 수행할 수 있다.