중공롤러의 절단면 형상변화에 따른 변형거동 특성해석

Abstract

본 연구에서는 여러 가지의 절단면 형상과 하중지지 용량을 높이기 위해 원판을 설치한 중공롤러의 변위거동 특성을 유한요소법으로 해석하였다. FEM 해석결과에 의하면, 중공롤러의 절단면 형상은 외측튜브, 중간튜브, 내측튜브와 이들 튜브들 사이를 연결하기 위해 X형 또는 Y형 컬럼을 설치한 경우는 중공롤러의 중간부에서 발생하는 최대 변위량을 줄여주는 효과가 있다. 여기에 중공롤러의 중간부 두께를 30~40mm 갖는 원판을 설치할 경우는 중공롤러의 최대 변위량을 줄이는데 효과가 크다는 해석결과를 제시하였다. 본 연구에서는 원통롤러의 전체 중량에 연계된 최대 변위량 비율을 고찰한 최적설계 데이터를 제하였다. FEM 해석결과에 의하면, 중공롤러에서 발생하는 최대 변위량과 전체 중량의 비율을 줄인 설계모델로는 4, 5와 6번을 추천할 수 있다. In this paper, the displacement behavior characteristic of hollow rollers with various cross sectional area profiles and circular plate for load supporting capacity increment has been presented using a finite element method. The FEM results present that the hollow roller with X-shaped or Y-shaped columns between outer tube, middle tube and inner tube reduces a maximum displacement at the middle length of hollow rollers. And the circular plate, which is inserted at the middle of the hollow roller, is very useful to reduce the maximum displacement of hollow rollers with the plate thickness of 30~40mm. This paper presents the weight vs the maximum displacement ratio in which is represented for the optimized design as a function of a hollow roller total weight. The FEM analyzed results recommend the design model 4, 5 and 6 of hollow rollers for decreasing the ratio of maximum displacement and total weight of hollow rollers.