유한요소 해석을 통한 선반 받침대의 최적 형태 고찰

목차

1. 서 론

2. 이론적 배경
1) 선반 받침대 모델
2) 선반 받침대에 걸리는 하중

3. 해석 결과
1) 변형량 해석 결과
2) 응력 해석 결과
3) 선반 받침대 type 별 비교
4) 최적 조건 도출

4. 결론

5. 참 고 문 헌

본문내용

1. 서 론
물건을 진열하거나 올려둘 수 있는 가구로써 선반은 각종 매장이나 일반 가정에서 뿐만 아니라 산업 전반에서 다양한 형태와 크기로 제작되어 사용되고 있다. 선반 위에 놓인 하중을 지탱할 수 있도록 진열 선반과 선반의 기둥과 연결된 선반 받침대가 있다. 이러한 선반 받침대는 그 형태와 소재에 따라서 부하된 하중에 의해 부재가 받는 하중이나 변형이 각각 다르다.
다양한 분야에서 여러 형태로 쓰이는 선반은 최근 들어 효율성이나 경제성 뿐 만 아니라 디자인까지 고려되어지고 있다. Fig. 1과 같이 판매상품을 진열하는 선반의 경우, 소비자의 소비 욕구를 끌어 올릴 수 있는 디자인이 겸비되어야 하며, 집안 인테리어의 경우 각 소비자의 취향에 맞는 선반을 갖춰야 할 것이다. 이렇듯 다양해지는 선반의 형태에 맞춰서 하중을 지탱하는 선반 받침의 형태도 다양해지고 있는 추세이다.
충분한 하중을 버팀으로써 효율성이 증대되기 위해서 그만큼 부재가 튼튼해야 하므로 소재가 많이 들고 이에 따른 원가 상승의 문제가 있다. 또한, 효율성과 경제성을 부곽 시켰더라고 하더라도 디자인성이 부족하면 소비자의 관심을 받을 수 없다.
본 과제는 선반 받침대에 대해서 기본 형태에서부터 추가되는 부재와 함께 효율성, 경제성 및 디자인에 대해서 논의하고 주어진 모델 중 3가지
를 적절히 만족시킬 수 있는 선반 받침대의 형태를 제시하였다.
본 과제에서는 다양한 형태의 소재와 형태를 다루지 못하고 기본적인 4가지 형태의 선반 받침에 대해 동일한 하중 조건을 부하하였을 때 응력 집중부와 변형량을 파악함으로써 특성을 평가하였다. 경제성에 있어서 같은 소재로 가정하고 무게가 많이 나갈수록 원가가 높은 것으로 간주하였으며, 통상 판매되는 기초적인 디자인을 1부터 4순위로 가정하여 모델링하고 이를 해석하였다.
최종적으로 주어진 모델의 효용성과 경제성 디자인을 고려하여 최적의 선반 받침의 조건을 도출하였다.

참고자료

· 하숙녕, 신화경, “사무용수납가구 디자인을 위한 수납가구 이용행태에 관한 사례연구”, 디자인연구, Vol. 18, pp.1-8, 2006
· Mat Web(2013. June 5), “JIS S45c Steel, Tempered material data”, Material data sheet of JIS S45c Steel, Tempered, http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=6b29957fc95e426d87dff64d67c59f6c&ckck=1
· Pytel, 'Mechanics of materials', Thomson Book/cole