굴삭기 버켓의 구조적 안정성을 위한 피로 시뮬레이션 해석에 의한 내구성 연구 = A Durability Study by Fatigue Simulation Analysis for the Structural Safety of Excavator Bucket

국문 초록 (Abstract)

굴삭기의 버켓은 작업을 위한 적재 물을 실을 수 있는 핵심적인 역할을 하는 부품으로, 구동 계를 제외하고 가장 가혹한 환경에서 운용된다. 적재물의 중량에 따른 지속적인 하중과 움직임으로 인한 진동환경은 버켓의 내구성을 저하시키는 요소이다. 본 논문은 굴삭기 버켓의 적재 물을 올려둔 상태를 가정한 후, 이를 진동환경에 노출시켰을 때, 각 모델간의 내구성을 비교한다. 해석에 있어 3가지 모델들을 비교하였다. Model 1에 있어서는 응력을 분산하기 위한 설계가 필요한 것으로 보이며, Model 2와 3에 있어서도 버킷의 고정을 위한 암 연결부의 수정보완 설계가 필요함이 판단되었다. Model 3은 세 개의 모델들 중에서 가장 불안정함으로서 낮은 피로수명과 높은 응력집중을 보이고 있다. 이러한 해석 결과를 이용함으로서 버킷의 수정설계를 통해 그 파손을 방지할 수 있음을 알 수 있었다. 본 논문의 결과를 토대로 버켓의 안전설계를 위한 기반데이터를 제공될 수 있으며, 차후 새로운 형상의 설계를 위한 설계데이터를 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The bucket of excavator is the part to have the core role in which it can take on cargo on board. So, this bucket is operated with the severest condition except the driving system. The environment of vibration by the continuous weight and the movement due to the loadage is the element to weaken the durability of bucket. In this paper, it is supposed that the cargoes of excavator buckets are taken on. And the durabilities of each models are compared with each other as these buckets are exposed on the environment of vibration. Three kinds of models at analyzing are compared. It is shown that the design to distribute the stress at model 1 is necessary. And it is estimated that the design of correction supplement is necessary. As model 3 becomes the most unstable among three models, it shows the low fatigue life and high stress concentration. By using the analysis result, it was shown that the damage could be prevented through the correction design of bucket. The founded data for the safe design of bucket can be supplied on the basis of the result of this paper. It is thought that the design data for the design of new configuration will be secured in future.

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