다물체 동력학 해석 프로그램을 이용한 포워더의 횡전도 분석

서지정보

· 발행기관 : 한국농업기계학회
· 수록지 정보 : Journal of Biosystems Engineering / 27권 / 3호 / 185 ~ 194페이지
· 저자명 : 박현기, 김경욱, 김재원, 송태영, 박문섭, 조구현

초록

본 연구는 VisualNastran을 이용하여 국내에서 개발된 포워더의 횡전도 안정성을 분석하기 위하여 수행되었다.동적 거동을 해석하는 데 필요한 포워더의 형상(geometry)과 각 구성 부분의 무게, 무게 중심, 질량관성모멘트는 3D CAD 모델러인 Solid Edge 8.0을 이용하여 모형화하였다.3차원 횡전도 시뮬레이션을 통하여 포워더가 등고선 방향으로 주행하며 경사 위쪽의 장애물을 통과할 때, 원목의 적재 여부, 주행 속도, 장애물의 크기, 지면 경사각에 따라 횡전도가 일어나는 위험 속도를 추정하였다. 또한, 보기 차륜을 장착한 포워더와 단순 6륜 구동 포워더에 대한 횡전도 안정성을 비교 분석하였다. 횡전도 시뮬레이션 결과에 의하면, 적재 원목은 포워더의 무게 중심을 높여 횡전도에 대한 안정성을 감소시킨다. 따라서, 원목을 적재하고 경사지를 주행하는 보기 차륜 포워더는 원목을 적재하지 않았을 때보다 주행 속도를 20% 이상 감속해야 할 것으로 판단된다. 장애물이 높고 접근각이 작을수록 횡전도의 위험성은 높아지며, 지면 경사도가 20°이상일 때는 급격히 증가되는 것으로 나타났다. 보기 차륜을 장착한 포워더와 6륜 구동 포워더의 안정성을 비교하면, 원목을 적재한 상태의 보기 차륜 포워더는, 경사도가 20°미만인 지면에서, 높이가 낮은 10 cm 이하의 장애물을 통과할 때, 규정 속도 이내에서는 횡전도가 일어나지 않았다. 그러나, 단순 6륜 포워더의 경우에는, 원목을 적재하지 않은 상태에서도, 10°경사지에서 횡전도가 일어났다. 즉, 장애물의 높이가 높으면 6륜 구동 포워더는 낮은 지면 경사도에서도 쉽게 횡전도가 일어났다. 보기 차륜을 장착한 포워더 안정성은 단순 6륜 구동 포워더에 비하여 같은 경사지에서 2배 이상 높은 것으로 나타났다.본 연구에서 개발된 모형을 이용하면 다양한 운행 조건에서 포워더의 안전 주행 속도를 추정할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 솔리드 모형을 이용한 안정성 분석 방법은 농업용 트랙터, 로더, 건설 중장비 등 다른 차량에서도 쉽게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

참고자료

· 없음