유압 굴삭기 ROPS 구조 강도에 대한 신뢰성 연구

초록

굴삭기는유압을이용해작동되는장비로서작업의종류및용도에따라적절한작업장치를장착하여사용할수있는장비이다. 주로땅을파는굴착작업, 토사를운반하는적재작업, 건물을해체하는파쇄작업, 지면을정리하는정지작업등에사용된다. 작업중전복이나토사물낙하로인해장비작동자가다칠수가있으며이를보호하기위한구조물(ROPS)이필수이다. ROPS가너무약하면캐빈에심각한변형이일어나캐빈내부의장비작동자에게심각한상해를입힐수있다. 따라서적절한ROPS 설계는장비작동자의안전을위해필수이다.이를검증하기위한기준으로ISO 12117-2에서6톤초과굴삭기ROPS 강도표준규격을제시하고있다.본연구에서는중대형굴삭기의ROPS구조강도평가를위해ISO표준에따라수치해석을통해이를수행하였다. 굴삭기는다른건설기계와달리ROPS 성능에영향을미치는구조물을포함하고있다.Lateral 방향하중인가시캐빈은붐과접촉하고구조물에대변형이발생된다.이는수치해석에서수렴을힘들게하는원인이며이로인해해석결과의신뢰성이떨어지게된다.따라서굴삭기ROPS 구조물의구조강도해석의신뢰성을확보하고자구조물의비선형특성을고려하여상용유한요소해석프로그램인ABAQUS를사용하여접촉, 좌굴,그리고과도한변형으로인한문제를해결하고자했다.Quasi-static으로Lateral 방향의ROPS 구조강도해석을수행하였고이결과를시험결과와비교하였다.비교결과97%의상관관계를보였으며굴삭기ROPS 모델의ISO 검증을위한신뢰성있는해석법을정의하였다.이해석법을적용하여추가다른모델에도적용하여수행할계획이다.이와같은연구결과를통해개발단계에서기간을단축시킬수있으며시험비용을절감할수있을것으로기대된다.