건설 및 채광 장비 설계
중장비 제조업체는 다양한 문제에 직면해 있습니다. 시장의 수요를 충족하고 경쟁력을 유지하려면 장비의 성능, 효율성 및 신뢰성을 지속적으로 개선하는 동시에 제품 혁신을 보장하면서 제품을 신속하게 제공해야 합니다. 즉, 설계주기를 단축하고 한 번에 제대로 설계하는 것이 매우 중요하다는 것을 의미합니다.
건설 및 채굴 장비 설계의 복잡성을 더하는 것은 기계가 매우 혹독한 환경에서 작동해야 하고 다양한 조건에서 잘 작동해야 한다는 것입니다. 스키드 스티어 로더, 엑스커베이터, 백호 로더 또는 트럭 본체는 모두 대형 채석장 암석에서 점착성 토양, 연마광석 또는 자유 유동 과립에 이르기까지 모양과 형태가 다양한 벌크 재료를 취급할 수 있도록 설계되었습니다. 이러한 재료와 장비 부품과의 상호 작용은 장비 성능에 큰 영향을 미칩니다.
예를 들어, 암석 더미를 파는 엑스커베이터는 마른 모래 더미보다 더 강한 버킷과 훨씬 더 많은 힘을 필요로 합니다. 설계자는 하중으로 인한 버킷 암의 다양한 변형을 고려해야 합니다. 버킷의 마모 수준은 재료가 연마성 사암인지 부드러운 토양인지에 따라 달라질 수 있습니다.
트럭 차체는 효율적이고 연료 소비를 줄이기 위해 유출없이 신속하게 자재를 적재 및 하역해야 합니다. 하역 중에 점착성 물질이 트럭 차체에 달라붙거나 연마재가 마모될 수 있습니다.
채굴 이송 활로 및 컨베이어 시스템을 설계할 때 시스템의 내구성과 신뢰성이 매우 중요하며, 활로를 제거하거나 수리 할 때 자재 차단 활로 또는 과도한 마모를 유발하면 작동 중단 시간이 발생할 수 있습니다.
따라서 벌크 재료가 장비에 어떻게 작용하는지 이해하는 것은 고성능을 보장하는 데 매우 중요합니다. 고객은 맞춤형 솔루션과 장비가 다양한 작동 조건에서 예상대로 작동할 것이라는 확신을 요구합니다.
그러나 모래, 자갈, 토양, 암석 및 광석은 매우 다양한 특성을 가지고 있기 때문에 벌크 재료 거동을 예측하는 것은 어렵습니다. 예상되는 물질적 행동에 대한 가정은 어렵고 비용이 많이 드는 실수를 초래할 수 있습니다. 물리적 테스트는 비용과 시간이 많이 소요되며 일반적으로 사용 가능한 재료 및 동작의 수가 적습니다. 더 좋은 방법이 없을까요?
설계 프로세스에서 시뮬레이션 사용
유한 요소 분석 및 MBD(Multi-body Dynamics)와 같은 CAE(Computer-Aided-Engineering) 도구는 일반적으로 장비 설계의 가상 테스트를 수행하기 위해 설계 프로세스에서 사용됩니다. 그러나 이러한 기술에는 기계가 취급하도록 설계된 재료 자체는 포함되지 않습니다.
여기에 벌크 재료 시뮬레이션과 이산 요소 모델링(DEM)이 필요합니다. DEM은 벌크 재료의 벌크 거동을 모델링 하기 위한 입자-규모의 수치 방법입니다. DEM은 다양한 작동 조건에서 재료가 장비와 상호작용하는 방식에 대한 중요한 엔지니어링 인사이트를 제공합니다.
Altair EDEMTM과 같은 DEM 소프트웨어는 덤프트럭, 엑스커베이터, 로더 및 도저와 같은 건설 및 광산 장비의 설계, 성능 분석 및 최적화에 사용할 수 있습니다.
EDEM은 다양한 다른 CAE 도구와 결합하여 장비에서 MBD 분석 또는 FEA를 수행할 수 있습니다. MBD는 장비 설계 및 분석에 포함되는 장비에 대한 복잡한 움직임과 재료 힘 피드백을 허용하는 데 필요합니다.
EDEM 벌크 재료 시뮬레이션 기술을 사용하면 OEM(Original Equipment Manufacturer)에 다음과 같은 다양한 기능을 포함한 이점이 있습니다.
이러한 인사이트는 설계가 실제 조건에서 계획된 대로 작동할 것이고 최적화로 이어질 수 있다는 확신을 줍니다. 결과적으로 내구성과 성능이 향상되고 연료 소비량이 감소하여 탑재 하중 용량이 증가하게 됩니다.
EDEM은 FEA 및 MBD 툴과 함께 사용할 수 있으므로 엔지니어는 광범위한 What-If 분석을 수행하고 실제 벌크 재료 하중을 추가하여 설계 정확도와 성능을 향상시킬 수 있습니다.
엔지니어링 툴킷에 EDEM을 추가하면 엔지니어가 설계주기를 단축하고, 제품 개발 시간과 비용을 줄이고, 물리적 프로토타이핑의 필요성과 비용을 절감하고 제품 혁신을 주도할 수 있습니다.
웨비나(클릭)에서 건설 및 광산 장비 설계 시 EDEM 시뮬레이션의 다양한 적용 사례에 대해 자세히 알아보세요.
원문은 (여기)에서 보실 수 있습니다.
감사합니다.
한국알테어
