해석배경
안과 수술용 현미경 지지대의 경우 안정적인 시야 확보를 위하여 외부 하중에 대해 최소한의 진동을 유발해야 하며, 진동 발생 후 단시간(1.5~2초)에 진동이 정지해야 함
해석목적
• 외부 하중에 따른 진동 발생시 안전성 검토
해석 모델 및 조건
현미경 지지대 사용 위치 케이스 선정
• 초기상태, 2st Arm 틸팅 30°
• 2st Arm 암 수평 45°,
• 2st Arm 틸팅 30°+수평 45°
초기상태(좌) - 2st Arm 틸팅 30°(우)
2st Arm 암 수평 45°(좌) - 2st Arm 틸팅 30°+수평 45°(우)
해석 조건
• 구속조건 : 하단 바퀴 부 고정 구속
• 하중조건 : 자중 고려, 현미경 장착 부 1kgf 충격하중 적용
• 접촉조건 : 모든 파트간 일체거동 접촉 적용
• 충격하중 적용 (0.1초)
모드해석(Modal Analysis)
- 시간스텝을 정하기 위해서 모드해석 수행
- 1주기의 의 경향성을 충분히 확인하기 위해 1주기를 24등분 à 시간 간격 0.005초
1차 모드 : 8.3Hz
과도응답해석(Transient Response Analysis)
• 전체 해석 시간 : 2.5 Sec
• 시간 스텝 개수 : 500개 (0.005초 간격)
해석케이스 대화상자(좌) - 전체시간 및 시간스텝 개수(우)
해석결과
과도응답해석 결과(초기상태) – 상대변위 [mm]
과도응답해석 결과(2st Arm 틸팅 30°) – 상대변위 [mm]
과도응답해석 결과(2st Arm 틸팅 30° + 수평 45°) – 상대변위 [mm]
결론
과도응답해석 결과 비교 (Y-Direction) – 상대변위 [mm]
• 정지속도 : 2st Arm 수평 45° > 2st Arm 틸팅 30° + 수평 45° > 초기상태 > 2st Arm 틸딩 30°
• 진폭크기 : 초기상태 > 2st Arm 수평 45° > 2st Arm 틸팅 30° > 2st Arm 틸팅 30° + 수평 45°
• 4가지 케이스 모두 허용 정지 영역 내(1.5~2초)에 있으므로 해당 하중조건에서 안전할 것으로 사료됨
• 2st Arm 수평 45° 일 경우 자중에 의한 처짐량 및 충격하중에 대한 정지시간이 가장 작음
• 4가지 케이스 중 가장 안정적인 케이스로 예상됨
