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다음은 소중한 파트너인 Wolf Star Technologies가 작성한 블로그 게시물입니다.
푸시 미, 풀 유: 트레일러 히치 로드
Dolittle 박사는 문제를 매우 간결하게 요약했습니다. 트레일러를 견인하는 차량은 매우 역동적이고 적재물을 분류하기 어렵습니다. 이 블로그 기사는 트레일러 히치를 포함하여 모든 것에 대한 하중을 결정하는 쉽고 강력한 방법을 보여줍니다.
트레일러 히치의 하중을 이해하기 위한 접근 방식은 Wolf Star Technologies의 True-Load 소프트웨어. 프로세스는 구조의 FEA 모델(이 경우에는 트레일러 히치)로 시작됩니다. 걸쇠는 에서 모델링되었습니다. Abaqus/CAE 소프트웨어. 장애가 모델링되면 Abaqus/CAE에서 메시되었습니다. 단위 하중은 단순히 단위 크기로 구조물에 가해지는 힘(또는 모멘트)입니다. 크기 값은 단순하고(예: 100lbs) 모든 단위 하중에 대해 일관됩니다.
이 Assembly FEM의 경우 히치 볼 중앙에 3개의 단위 하중이 적용되었습니다(100 LBF FX, FY, FZ). 히치는 핀 중심(UX=UY=UZ=0)에서 구속되었고 히치 튜브의 상단 가장자리는 차량에 대한 히치 인터페이스를 나타내는 UY=0(수직 방향)에서 구속되었습니다.
Abaqus 솔버는 이 세 가지 단위 하중에 대해 세 가지 결과 세트를 생성했습니다. FEA 솔루션의 결과는 구조물에 전체 필드 변형률 응답을 생성했습니다. 구조물에 대한 이러한 변형 응답은 True-Load 소프트웨어에서 변형 게이지를 배치하고 변형 응답과 단위 하중 사례 사이의 관계를 개발하는 데 활용됩니다.
모든 결과가 포함된 Abaqus ODB 파일을 True-Load 소프트웨어로 직접 가져왔습니다. True-Load에 대한 사용자 입력은 후보 스트레인 게이지 위치를 선택하는 것이었습니다. 일반적인 후보 위치에는 어셈블리의 공칭 위치가 포함되지만 부품 간 인터페이스, 구멍과 같은 응력 집중 또는 물리적으로 스트레인 게이지를 놓을 수 없는 영역은 포함되지 않습니다.
이 경우 히치 튜브의 어떤 요소도 게이지 배치에 사용할 수 없었기 때문에 이러한 요소는 후보로 포함되지 않았습니다. 전체 히치 튜브는 차량의 짝짓기 부분에 움푹 들어가 있습니다. 게이지에 사용할 수 있는 나머지 영역은 히치 브래킷과 측면 플레이트였습니다. 그러나 히치 브래킷에서 트레일러 볼의 큰 특징은 히치 브래킷의 상단과 하단에서 많은 영역을 차지합니다. 측면 플레이트는 히치 브래킷에 용접되므로 용접부의 응력 집중을 피하는 것이 좋습니다. True-Load 기술은 후보 스트레인 게이지가 적용된 하중과 스트레인 응답 간의 강력한 관계를 보장하기 위해 구조물의 공칭 영역에 있어야 합니다. 여기에 표시된 것은 True-Load(은색 강조 표시)에 사용되는 후보 요소입니다.
후보 요소가 선택되면 True-Load는 부하 재구성을 수행하기 위한 최적의 스트레인 게이지를 자동으로 찾습니다. 추가 사용자 입력은 스트레인 게이지의 수입니다. 수학적으로 이 절차는 3개의 단위 하중에 대해 3개의 게이지로 작동합니다. 그러나 일반적인 규칙은 단위 하중의 경우보다 두 배 많은 게이지를 사용하는 것입니다. 이 예에서는 3개의 단위 로드 케이스에 대해 6개의 게이지를 사용합니다.
여기 그림은 스트레인 게이지가 배치된 위치를 보여줍니다. 2개의 게이지는 2개의 측면 패널에 배치되었고 2개의 게이지는 히치 브래킷 후면에 배치되었습니다. 사용된 모든 게이지는 단축 스트레인 게이지였으며 동시에 모든 게이지는 수직(Y) 축과 평행하게 향했습니다. 게이지가 True-Load로 모델링되면 각 게이지에 대한 일련의 엔지니어링 프린트가 생성된 다음 물리적 게이지가 설치되었습니다.
이를 위해 사용된 DAQ(Data Acquisition) 시스템은 DTS Slice micro였습니다. 소형 DAQ는 샘플링 속도가 1kHz인 6 ¼ 브리지 스트레인 게이지 채널용으로 설정되었습니다. 샘플링 기간은 여러 이벤트를 캡처할 수 있도록 운영자가 제어했습니다. 여기에는 정지 위치에 접근/이탈, 후진 기동, 시내 주행, 언덕, 다리, 온/오프 램프를 포함한 고속도로 주행이 포함됩니다.
모든 이벤트에 대한 데이터가 수집되면 True-Load/Post-Test 소프트웨어는 True-Load/Pre-Test 게이지 배치 연습 중에 FEA 모델링에서 추출한 상관관계 매트릭스를 사용하여 스트레인 데이터를 처리했습니다. 그 결과 히치의 작동 부하가 계산되었습니다. 이러한 하중이 알려지면 True-Load/Post-Test 소프트웨어는 모든 게이지에서 시뮬레이션된 변형률 응답을 자동으로 계산하고 측정된 변형률(수평축)과 시뮬레이션된 변형률(수직축)의 교차 플롯을 생성했습니다. 여기의 이미지는 9가지 이벤트에 대한 변형률 상관 관계 플롯을 보여줍니다. 이 플롯은 항상 모든 게이지를 보여줍니다. 일반적일 수 있고 고려할 가치가 있는 게이지 배치 오류로 인해 플롯에 약간의 오류가 있었습니다.
그런 다음 부하를 데이터 파일에 저장하고 Wolf Star Technologies의 True-QSE 소프트웨어와 함께 부하와 나머지 구조를 완전히 플롯하고 조사했습니다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이 오랜 기간 동안 히치(주황색)에 가해지는 힘은 대체로 위쪽으로 작용했습니다. 반면 히치의 앞뒤 하중(녹색)은 파손/정지가 발생한 경우를 제외하고 대부분 후방으로 당겨졌습니다.
하중 시간 이력이 계산되었으므로 히치의 모든 응답을 계산할 수 있습니다. 이러한 하중은 작동 처짐 형상(ODS)을 생성하는 데에도 사용할 수 있습니다.
이 프로젝트는 True-Load를 사용하여 모든 제품 부하를 이해하는 능력을 보여줍니다. 몇 가지 스트레인 게이지와 FEA 모델에서 True-Load는 모든 부품을 로드 변환기로 전환할 수 있습니다. True-Load는 계산된 하중에 대한 확신을 주기 위해 변형률 상관 관계 플롯을 생성합니다. 변형 상관 하중이 있으면 성능 시험장으로 추가 이동하지 않고도 설계할 수 있습니다. 이것을 Dr. Dolittle에게 다시 가져오면 Wolf Star Technologies의 True-Load를 사용하여 귀하의 부품을 귀하와 대화할 수 있습니다!
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