[창의적공학설계]자동차부유기

소개

이 파워포인트 자료는 제가 팀원들과 함께 한 학기동안 제작한 것입니다. 저희 학교에는 창의적 공학설계라는 과목이 있는데, 창의적인 아이디어를 제안하고 그것을 실제로 공학적인 계산을 통하여 설계를 해보는 것 입니다.
팀원들과 브레인스토밍을 통해 여러가지 아이디어를 얻은 다음 그중에서 가장 타당성있는 것을 선별해 그것을 실제로 설계해보는 것인데, 저희는 여러가지 아이디어중 자동차부유기를 선택하여 한학기동안 그것을 설계하여 보았습니다. 물론 세부적인것이 아닌 거의 외형에 가깝지만 그래도 열심히 해서 그런지 A+도 받았고 상도 받았습니다. 이 자료는 보고서는 아니고, 교수님들과 학생들 앞에서 발표하기위하여 프레젠테이션으로 만든 것입니다. 그래서 저희가 제작하는 과정에서 사용한 모든 자료가 있는것은 아니지만 한번에 알아볼 수 있게 잘 정리되어있습니다.
자동차 부유기는 여름에 이상기후로 인하여 홍수가 언제 어느때 발생할지 예측할수 없다는 점에서 착안한 아이디어 입니다. 홍수로 인하여 자동차가 물에 잠겨 못쓰게 되는일, 그리고 강변을 주행하다 예상치 못한 사고로 물에 빠질때를 대비해 설계한 것입니다. 저희들은 튜브형식의 부유장치를 생각했고, 그것을 카티아를 통하여 설계하여보았습니다. 물론 자동차의 무게에 무리가 가지는 않는지, 자동차가 물위에 뜨기위해서는 어느정도 부피의 튜브가 필요한지등 공학적인 계산도 해 보았습니다. 부실하고, 모자라지만 필요하시다면 많이 사용해 주시기 바랍니다.
+프레젠테이션은 총 26페이지로 구성되어있습니다.

목차

▷ 연구 참여자 인적사항 및 역할 분담
▷ 연구 목적과 필요성
▷ 연구내용
1. 제품의 구조 고안 및 자료수집
1)제품의 구성
 (1) 튜브
(2) 프레임
(3) 가스공급계
(4) 고정장치
(5) 기타: 수위 감지 센서 및 가스 개폐기
2. 제품 재료 선정 및 기타 자료수집
▷ 제품의 구체화 및 설계
1 공학적 해석
(1)부력
(2)가스 용기의 체적
(3)가스의 총 질량 PV=MRT
(4) 튜브 질량
(5) 프레임 질량
(6) 자동차 부유기의 총 질량
2.제품의 개념도
3.제품의 구체적 설계(카티아 설계 사진)
▷ 기대효과 및 예상 문제점

본문내용

아이디어 선정 이유  
⇒ 차량 침수에 의한 재산 인명 피해에 대비하여 만약 차량에 간단한 가스 주입 장치와 튜브만 설치되어 있다면 위의 위기에 대처할 수 있다는 점이 아이디어의 창의성과 의의가 돋보여 선정되었다.

1. 제품의 구조 고안 및 자료수집
  1)제품의 구성
 (1) 튜브
(2) 프레임
(3) 가스공급계
(4) 고정장치
(5) 기타: 수위 감지 센서 및 가스 개폐기

연구내용1-2
(1)Tube: 차가 부유할 수 있는 부력에
적합한 튜브 체적 계산

(2)Frame: 제한된 차체 하부에 적합하도록 
설계가 요구

(3)Gas주입계: 가스는 저렴하고 안전한 CO2가
적당하다고 판단.

(4)고정 장치: 자동차가 부유한 상태에서 떠내려갈 우려
가 있어서 간단한 구조의 고정장치가 요구된다.

연구내용 2-1
2. 제품 재료 선정 및 기타 자료수집
1)튜브
      튜브의 재료선정: 부틸고무(IIR)
   
⇒일반적으로 자동차에 타이어에 많이 쓰
이는 신뢰성과 내가스투과성 등의 종합
적인 이유로 선정

2) Gas 선정
 (1) 선정 재료: 이산화탄소
    ⇒경제적인 저렴함과 안전성, 액화시키기 용이한
점 (부피감소)의 이유로 튜브에 채울 가스를 선
정하였다.
 
(2) 이산화탄소의 특성
- 화학적으로 안정적이다.
- 불연성이다.
   - 가압하면 쉽게 액화된다.
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제품의 구체와 및 설계
(3)가스의 총 질량 PV=MRT
M=PV/RT = 20000kpa*0.015m^3)/0.1889 kJ/kg·K*300K
     ∴M≒ 5.3kg
  
 (4) 튜브 질량
체적:0.00174m^3(신장율을 고려한 체적)
밀도(부틸고무):910kg/m^3
∴M≒1.58kg
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참고자료

· 없음