Interesting Modeling Tips using Vector_force element 2001 Korea ADAMS User Conference Interesting Modeling Tips using Vector_force element 2001. 11. 08 ~ 09 서문기술㈜

Cable, gear, timing belt 등으로 구성되어 있는 요소들의 모델링은 기구학적 Abstract & Contents Abstract Cable, gear, timing belt 등으로 구성되어 있는 요소들의 모델링은 기구학적 조건으로 최대한 단순화 하던지 multi-link 및 compliance 요소들의 사용으로 수십 혹은 수백 자유도를 갖는 경우로 극단적으로 복잡화 시키는 모델링을 사용하는 것이 일반적이다. 어떤 방향을 택하든 들이는 노력에 부응하는 결과를 얻으면 다행이지만 그렇지 못한 경우는 … 본 presentation은 ADAMS 힘 요소 모델링 방법중에 하나인 Vector force 요소를 이용하여 단순하면서 기능을 최대한 집약시킨 모델링 기법을 제시하는데 목적을 갖는다. Contents Gear force 모델링 Timing belt 시스템 모델링 회전 유연체 디스크 시스템에서 원심력 고려하기 위한 모델링

Gear geometric 모델링 Y X Z Rotate {0,helix_angle, 90 pressure_angle } Ref. Marker for v_force Helix angle Pressure angle Rotate {0,helix_angle, 90 pressure_angle }

Impact function을 이용하여 치면의 접촉력 계산 Gear force 모델링 Impact function을 이용하여 치면의 접촉력 계산 DZ = -radius_driver * Az(driver) –radius_driven* Az(driven)+backlash VZ = -radius_driver * Wz(driver) –radius_driven* Wz(driven) Trigger = backlash /2.0 1개의 Gearset 모델을 위해 4 개의 Vector_force 가 필요함.

Customized Gear force Geometric definition - 장착부 위치 - gear/shaft diemnsion Design spec. - module - 감속비 - helix angle - pressure angle Mounting - Revolute joint - Bushing Contact model - impact function parameters - backlash

Modeling & Simulation Results

Timing belt 시스템 모델링 for Tension only force Belt_segment_2 Belt_segment_0 Belt_segment_1 Timing belt system( 주/종동 pulley, idler) 모델을 위해 20 개의 Vector_force 가 필요함.

Function building for Timing belt

Customized Timing belt 시스템 모델링 Geometric definition - 장착부 위치 - pulley / idler diameters Design spec. - 단위길이당 belt stiffness - damping ratio - pre-tension Mounting definition

Modeling & Simulation Results

회전 유연체 디스크 시스템 모델링 방법 Disc flexibility Spindle & shaft coupling modeling using ANSYS Spindle & shaft coupling radial = 6.0E4 N/mm axial = 6.0E6 N/mm conical = 4080.84 Nmm/deg Extracting the modal properties based on Component Mode Synthesis (Constraind normal modes & Constrained modes) Importing to ADAMS model & Applying the distributed load equivalent to the centrifugal inertia force Flexible disc hd = 0.8 mm = 2790 N.s2/m4 R1 =17 mm R2 = 47.5 mm E = 8.0E10 N/m2 System mode analysis using ADAMS/Linear

원심력 or 축력의 영향 Rotating bars + + Discretization 1 Discretization 2 지배방정식 Discretization 1 + Discretization 2 +

시스템 모드 해석결과 2 절직경, 1 절원 모드 (disc & bearing decouple 모드) 1 절직경, 0 절원 모드 (disc & bearing couple 모드)

Conclusion ADAMS 힘요소중의 하나인 Vector force를 이용한 효과적인 모델링 기법 및 활용 압력각, 백-래쉬, 헬릭스 각등 설계사양 적용이 가능한 gear force modeling 요소 주/종동 풀리 및 idler 로 구성되며, 벨트 강성 및 예하중 모델이 가능한 timing belt 요소 회전 디스크 및 베어링 시스템의 원심력 영향의 고려

Q & A