유한요소해석을 이용한 5축 복합가공기 헤드 구조물의 최적 설계에 관한 연구

김재선; 이명호; 윤재웅

doi:https://doi.org/10.15207/JKCS.2021.12.9.161

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김재선 (대구대학교) 이명호 (대구대학교 기계공학부 석사과정) 윤재웅 (대구대학교)

저널정보: 한국융합학회 한국융합학회논문지 한국융합학회논문지 제12권 제9호

발행연도: 2021.9

수록면: 161 - 168 (8page)

DOI: https://doi.org/10.15207/JKCS.2021.12.9.161

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복합가공기 분야에서 고속 및 고정밀화에 대한 요구가 늘어남에 따라 복합가공기의 강성과 진동에 관한 관심이 증가하고 있다. 그러나 경험에 의존한 설계로 인해 개발 시간이 많이 소요되며 적절한 설계에도 어려움이 많아 공작기계 설계에 구조 최적화 FEM의 활용이 많아지고 있다. 그러나, 현재 구조물의 응력 분포를 통한 최적화를 주로 활용하고 있어 구조물의 진동 상태를 고려하여 최적화하기에는 어려움이 있다. 본 논문에서는 5축 복합가공기에서 가공에 가장 많은 영향을 끼치는 헤드 구조물의 최적화를 위하여 유한요소해석을 활용한 정적 구조해석, 모드 해석, 가진 주파수 해석을 진행하였으며, 도출된 응력 분포, 변형, 고유진동수, 가진 주파수 그래프를 활용하고 적절한 목적함수와 설계변수를 설정하여 정강성과 동강성을 모두 고려한 위상 최적화 해석 방법을 제시하고자 한다.

#5축가공기 #헤드 구조물 #유한요소해석 #구조해석 #진동해석 #구조 최적화 #5-axis machining center #Head structure #FEM #Structural analysis #Modal analysis

참고문헌 (15)

참고문헌 신청

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David Te-Yen Huang / 2001 / On obtaining machine tool stiffness by CAE techniques / International Journal of Machine Tools and Manufacture 41(8):1149~1163

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Dandan Cheng / 2018 / Multi-objective topology optimization of column structure for vertical machining center / Procedia CIRP 78:279~284

J. U. Woo. / 2000 / Structural Analysis of Machine Tools Considering Stiffness Modeling of Joints

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