배전반 저압기기 자동화 설비의 Base Cover ATC 안전성 해석 (Safety Analysis of Base Cover ATC in Low-Voltage Switchgear Automation Equipment)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 26권 / 2호 / 538 ~ 544페이지
· 저자명 : 김민규, 윤정환, 이선우, 조창구, 허장욱

초록

현재 배전반용 저압기기 제조는 대부분 수작업으로 생산되며, 스마트 공장 개념을 도입한 자동화 시스템 구축이 필요하다. 본 연구는 ANSYS 소프트웨어를 사용해 MIL-STD-810H에 명시된 복합바퀴 차량의 진동 조건을 바탕으로 배전반 저압기기 자동화 설비의 Base Cover ATC에 대한 구조적 안전성을 평가하였다. 진동 해석 범위는 500Hz까지 설정하고, 125개의 모드를 통해 고유 주파수와 공진 가능성을 분석하였다. 모달 해석 결과, 1~3차 모드의 고유 주파수는 각각 29.727, 45.97, 57.036 Hz로 나타났으며, 최대 변위는 트레이 상하 운반 장치 지지대에서 발생하였다. x축과 z축을 운송 방향으로 설정하여 각각 랜덤 진동 해석을 수행한 결과, x축 운송 방향에서는 좌측 하단 지지대(y축 방향)에서 169.29MPa의 최대 등가응력과 0.63의 안전여유가 산출되었다. 이는 x축 진동 모드로 인해 구조물 상단에 집중된 하중이 큰 응력을 유발했기 때문이다. 반면, z축 운송 방향에서는 후면부 Block 고정축(z축 방향)에서 135.51MPa의 응력과 1.03의 안전여유가 산출되었다. z축 방향에서는 구조물이 더 균형 잡히고 진동 에너지가 분산되어 상대적으로 낮은 응력 값이 나타났다. x축과 z축 방향에 따른 등가응력 및 안전계수의 차이는 각 축의 진동 주파수와 구조물의 변형 특성에 따른 응력 분포 차이에 기인한다. 두 방향에 대한 랜덤 진동해석 결과는 Base cover ATC가 구조적으로 안전함을 입증하는 근거가 되었다.

영어초록

The manufacture of low-voltage switchgear for distribution panels is generally done manually, necessitating the implementation of an automated system based on the concept of smart factories. This study evaluated the structural safety of the Base cover ATC in an automated distribution panel system using ANSYS software, based on the vibration conditions of a wheeled vehicle outlined in MIL-STD-810H. The vibration analysis range was set to 500Hz, and 125 modes were used to analyze the natural frequencies and resonance possibilities. The modal analysis results showed that the natural frequencies for modes 1-3 were 29.727, 45.97, and 57.036 Hz, respectively, with the maximum displacement occurring at the tray support. Random vibration analyses were performed with the x and z axes as the transport directions. For the x-axis, the maximum equivalent stress of 169.29MPa and a safety margin of 0.63 were observed at the lower left support (y-axis direction). In contrast, for the z-axis, the stress was 135.51MPa with a safety margin of 1.03. The differences in equivalent stress and safety factors between the axes were attributed to variations in the vibration frequencies and structural deformation characteristics. These results confirm the structural safety of the Base cover ATC.

참고자료

· 없음