• Title/Summary/Keyword: 강성회전체

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75톤급 액체로켓 엔진용 연료펌프/터빈 회전체 동역학 설계 (Rotordynamic design of a fuel pump and turbine for a 75 ton liquid rocket engine)

  • 전성민;곽현덕;윤석환;김진한
    • 항공우주기술
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    • 제6권1호
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    • pp.201-208
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    • 2007
  • 75톤급 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 연료펌프 및 터빈에 대한 회전체 동역학 설계가 이루어졌다. 후방 베어링으로부터 터빈까지의 거리를 베어링 하중 설계에 대한 설계 변수로 고려하였고, 터빈의 질량 및 전방 베어링과 후방 베어링의 강성을 변화시키면서 회전속도에 따른 비동기 고유진동수 해석을 수행하여 연료펌프/터빈의 임계속도를 고찰하였다. 터빈의 큰 관성으로 인하여 전방 베어링의 강성이 임계속도에 미치는 영향은 무시할만 한 것으로 나타났다. 후방 베어링의 강성이 $2{\times}10^{8}N/m$ 이상일 경우, 장축의 후방 베어링 간 축길이 및 20 kg이하의 터빈 질량에서 연료펌프/터빈 회전체의 임계속도는 설계속도 11,000 rpm 대비 70% 이상에 있음이 확인되었다.

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각축어긋남에 의한 2x 축진동해석 (Analysis of a 2x radial vibration due to angular misalignment)

  • 이영섭;이종원
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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    • pp.194-199
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    • 1998
  • 축어긋남이 있는 회전체-볼베어링계에 대한 동적모델을 이용하여, 각축어긋남에 의한 2x 축진동현상을 조사하였다. 이때 유효베어링강성계수를 정의하여 축어긋남과 불균형량에 의해 발생되는 강성계수의 평균과 동기 변화성분을 운동방정식에 도입하였다. 수치해석과 실험결과는 각축어긋남에 의한 바나나 형태의 선회궤적이 회전체계 임계속도의 1/2이 도는 속도영역에서 뚜렷이 나타나는 것을 보여주었다.

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베어링 지지댐퍼 강성의 비대칭이 회전체 동특성에 미치는 영향 (Effects of Asymmetry of Bearing Damper Stiffness on the Stability of Rotors)

  • 제양규
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.463-469
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    • 2004
  • In order to improve the instability of journal bearings, the leaf spring dampers (LSD) are introduced. The effects of LSD on the stability of journal bearings are investigated theoretically The stability of the journal bearing with LSD are compared with the results of the journal bearing without LSD. And the effects of the asymmetry of the stiffness of the leaf spring damper on the stability of rotors are also investigated.

액체로켓 터보펌프의 임계 속도 해석 (Critical Speed Analysis of the Liquid Rocket Turbopump)

  • 전성민;곽현덕;윤석환;김진한
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.92-99
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    • 2005
  • 30톤 추력급 터보펌프에 대한 회전체 동역학 해석이 수행되었다. 연료펌프와 터빈에 의해서 유발되는 공력 및 수력 하중이 볼 베어링과 비접촉식 실의 강성 및 감쇠 예측을 위하여 고려되었다. 임계 속도의 분리 안전 여유와 회전체 부품의 팁 변위를 예측하기 위하여 임계 속도 해석과 질량 불평형 응답 해석이 수행되었다. 정확한 해석을 위하여 3차원 유한요소법을 사용하였고 1차원 전달함수 행렬법의 결과와 비교하였다. 탄성 링을 추가적으로 장착함으로써 베어링 지지부의 강성 제어를 통하여 충분한 공진 분리 여유의 확보가 가능함을 확인하였다.

각접촉 볼 베어링의 정위치 예압 변화에 따른 회전체 계 동특성 변화 연구 (A Study on the dynamic characteristics of rotor systems supported by angular contact ball bearings with the axial displacement preload varied)

  • 강중옥;홍성욱
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.389-392
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    • 1997
  • This paper presents the dynamic analysis and experiment for rotor systems supported by angular contact ball bearings subjected to axial displacement preload. A dynamic software, which has been developed by the authors for the analysis of rotor systems supported by angular contact ball bearings, is used to simulate a uniform shaft system supported by two angular contact ball bearings with the axial displacement preload varied. Experiments are also performed to validate the simulation. An experimental system is constructed which consists of a uniform shaft, two bearings and a device for adjusting the axial displacement preload. Through a series of simulation and experiment, the dynamic characteristics of rotor systems with angular contact ball bearings subject to axial displacement preload are investigated.

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비대칭성과 비등방성이 공존하는 회전체에서의 방향성 주파수 응답 함수 추정 (Estimation of Directional Frequency Response Functions for Asymmetric Rotor with Anisotropic Stators)

  • 서윤호;강성우;서정환;이종원
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.681-686
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    • 2004
  • Identification of asymmetry and anisotropy of rotor system is important for diagnosis of rotating machinery. Directional frequency response functions (dFRFs) are known to be powerful tool in effectively detecting the presence of asymmetry or anisotropy. In this paper, an estimation method of dFRFs for rotors is newly developed, when both asymmetry and anisotropy are present. The method transforms the finite degrees-of-freedom time-varying linear differential equation of motion to an infinite degree-of-freedom time-invariant linear one, employing the modulated coordinates. The validity of the method is demonstrated by numerical simulation with a simple rotor model.

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유막 저어널 베어링이 회전체에 미치는 진동 특성에 관한 연구 (A Study on the Vibration Characteristics of Rotor System with Fluid Film Bearing)

  • 박성환;오택열
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권10호
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    • pp.37-44
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    • 2002
  • The dynamic behavior of rotor-bearing system has been investigated using finite element method. A procedure is presented for dynamic modeling of rotor-bearing system which consists of shaft elements, rigid disk, flexible bearing and support structure. A finite element model including the effects of rotary inertia, shear deformation, gyroscopic moments is developed. Linear stiffness and damping coefficients are calculated for 2 lobe sleeve bearing. The whirl frequency, mode shape, stability and unbalance response of rotor system including effects of bearing coefficient and support structures are calculated.

터보분자펌프의 회전체 동해석 (Rotordynamic Analysis of a Turbomolecular Pump)

  • 한정삼
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.764-765
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    • 2011
  • In this paper, rotordynamic analyses of the Campbell diagram, critical speeds, and harmonic responses for a TMP rotor system are performed. Since the finite element model of the TMP rotor system has a very large number of degrees of freedom because of its complex geometry, and dynamic analyses for investigating the critical speeds, stability, and harmonic response are repeated for various design parameters, model order reduction (MOR) is necessary to reduce the computational cost. The Krylov-based model order reduction via moment matching significantly speeds up the rotordynamic analyses for the TMP rotor system.

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케이징 구조 유연성을 고려한 터보펌프 임계 속도 해석 (Critical Speed Analysis of the Turbopump considering the Casing Structural Flexibility)

  • 전성민;김진한;곽현덕;윤석환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.92-97
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    • 2006
  • 케이징 구조 유연성을 고려한 30톤 추력급 터보펌프에 대한 임계 속도 해석이 수행되었다. 로터와 케이징을 포함한 전체 모델에 대한 3차원 유한요소법이 회전체 동역학 특성을 예측하기 위하여 적용되었다. 케이징 구조 유연성의 영향을 고찰하기 위하여 로터 단독 모델과 고정-고정 및 자유-자유 경계조건을 갖는 로터-케이징 연계 모델에 대한 수치 해석이 이루어 졌다. 무부하 하중 조건과 부하 하중 조건에서의 볼 베어링 강성이 각각 진공 조건과 실제 엔진 장착 조건에서의 작동을 모사하기 위하여 사용되었다. 수치해석 결과로부터 케이징 구조 유연성의 영향이 터보펌프의 임계 속도를 감소시킴을 확인하였다. 특히, 높은 베어링 강성을 갖는 부하 로터 조건에서 낮은 베어링 강성을 갖는 무부하 로터 조건에 비하여 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다.