• Tribology and Lubricants
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• 제38권5호
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• pp.205-212
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• 2022

This paper presents experimental measurements of the structural characteristics of a two-pad beam-type gas foil journal bearing and its rotordynamic performance for a high-speed motor-driven turbocompressor. The test bearing had two top foils and two beam foils, each with an arc length of ~180°. Each beam foil was etched to obtain 40 beams with six geometries of different lengths and widths. The insertion of beam foils into the bearing housing produces equivalent beam heights. The structural tests of the bearing with a non-rotating journal revealed a smaller bearing clearance and larger structural stiffness for the load-on-pad configuration than for the load-between-pads configuration. Rotordynamic performance measurements during driving tests up to 100 krpm demonstrated synchronous vibrations and subsynchronous vibrations with large amplitudes. The test was repeated after inserting the shim between the top foil and beam foil to reduce the bearing radial clearance. The reduced bearing clearance resulted in a reduction in the peak amplitude of the synchronous vibrations and an increase in the speed at which the peak amplitude occurred. In addition, the onset speed and amplitude of the subsynchronous vibrations were dramatically increased and diminished, respectively. The rotor coast-down tests at 100 krpm show that the reduction in the bearing clearance extends the time to rotor stop, thus implying an improvement in hydrodynamic pressure generation and a reduction in bearing frictional torque.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권2호
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• pp.53-62
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• 2022

This study presents experimental measurements of the rotordynamic performance of a motor-driven small turbocompressor supported by gas beam foil journal bearings (GBFJBs) and compares the test results with the predictions of a computational model. The experiments confirmed that the rotational synchronous frequency component dominates the behavior of the overall rotor vibrations, whereas the nonsynchronous components are insignificant, indicating the rotor-bearing system remains stable up to 100 krpm. The undamped natural frequency and imbalanced response of the rotor-bearing system are predicted when integrating the finite element model of the rotor-bearing system with the predictions of the bearing dynamic coefficients. The results are in good agreement with the experimental results. In addition, base excitation test results show that the small turbocompressor can endure large external forces and demonstrate limited rotor amplitudes. A simple single degreeof-freedom rotor model using the nonlinear stiffness of the GBFJBs can effectively predict the test results.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.361-366
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• 2001

A mim turbo-shaft engine of 50HP for UAV, which can be easily modified to turbo-prop and turbo-jet engine by sharing the core engine and has many applications to civilian demands and munitions, will be developed This kind of micro gas turbine engine has been developed mostly by the corporations which have special technology but are small in its scale. Especially, the gas turbine engine can be easily applied to other fields and developed by domestic technology, so that the sharing of technology is planed to realize through the cooperations with academies and research institutes. In this paper, the gas turbine engine, which has the compressor ratio of 3.8, the turbine inlet temperature of l180K and the engine speed higher than 100,000 rpm, is composed of centrifugal compressor, combustor, gas generator turbine, free power turbine and gear box. The competitiveness of the gas turbine engine can be obtained from minimizing its cost by the utilization of domestic infrastructure for the performance test and the decisive outsourcing.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1992년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.115-119
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• 1992

산업의 발전과 더불어 새로운 재료의 개발에 대한 요구가 날로 증가하고 있으며 이와 같은 요구에 부응하기위하여 각종의 신소재가 개발되고있다. 이들 신소재 중에서 섬유강화 복합재료는 높은 비탄성과 비강도특성 때문에 구조물의 경량화가 요구되는 우주선, 항공기 등에 주로 이용 되어 왔으며 최근에는 복합재료의 가격이 저렴해 지면서 이 재료의 높은 비탄성과 감쇠특성을 이용하고자 스포츠용품 및 기계 부품에도 섬유강화 복합재료의 이용이 증가 되고 있다. 항공기나 고속회전체의 부품을 복합재료로 제작하였을 경우 복합재료를 다른 금속이나 다른 복합재료부품에 접합(joining)시켜야 하는데 이 때문에구조물의 효율은 Joint에서 주로 죄우된다. Joint를 제작하기 위해서는 복합재료의 표면을 가공한 수 Adhesive를 이용하거나 Bolt로 체결하기 위해 구멍 뚫기 작업이 필요하여 드릴링을 하였을때 이 재료가 매우 연마성이 강하여 심한 공구마멸을 일으키며, 드릴의 입구와 출구쪽에서 각 ply들의 박리 현상이 발생하고, 드릴가공된 벽면으로부터 섬유 또는 레진의 탈락현상등이 발생하는 결점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 결점을 최소화하여 고정밀도의 높은 생산성을 얻기위한 가공기술에 대한 자료를 만들고 최적 절삭조건 및 복합재료가공용 드릴의 설계를 위한 지침을 제시하고자 고속도강 표준드릴을 사용하여 유리섬유 에폭시 복합재료및 탄소섬유 에폭시 복합재료의 드릴링 실험에서 절삭조건이 가공면 생성, 공구마멸, 절삭력에 미치는 영향에 대하여 조사하였다.

• 연구논문집
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• 통권27호
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• pp.127-139
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• 1997

투포원 연사기는 스핀들 1회전에 2회의 꼬임을 부가하여 실의 신축성과 인장강도 및 내마모성을 증가시키며, 특수한 목적의 의장사를 만드는 섬유기계이다. 스핀들 유니트는 고속 회전중에 안정화된 운동이 지속되도록 구조설계가 요구되는 핵심장치로서 스핀들 유니트의 동특성 해석은 고속 스핀들 유니트설계의 최적화를 도모할 수 있을 것이다. 스핀들 유니트는 블레이드와 로타리 디스크로 구성되어 있으며, 스핀들 축에 대하여 회전체 형상을 유지 하고 있다. 동특성 해석을 수행하기 위하여 전달 매트릭스 해석법을 정의하고 해석용 프로그램인 SPINDLE을 이용하여 비틀림과 굽힘 고유진동수를 해석하였으며, 운전회전수에서 변위모우드를 분석하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.863-868
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• 2008

This paper investigates the abnormal noise of polygon mirror scanner motor due to the mechanical contact. In the high speed polygon mirror scanner motor the vibration of polygon mirror scanner motor is one of the main sources of abnormal noise, because structure-borne noise due to the vibration is bigger than aerodynamic noise, especially when the rotating part contacts the stationary parts. This research determines the main harmonics of structure-borne noise by using sound quality evaluation. It also develops an experimental set-up to measure the mechanical contact and vibration of polygon mirror scanner motor simultaneously. This paper also show that mechanical contact between rotating shaft and stationary sleeve is one of the dominant vibration sources of structure-borne noise which cause the abnormal noise of the high speed polygon mirror scanner motor by using the developed experimental set-up.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권8호
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• pp.753-757
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• 2004

선미파의 점성 상호작용과 수중고속선의 sub-breaking 현상을 해석하기 위하여 자유표면 유통을 수치적으로 시뮬레이션하였다. Navier-Stokes 방정식을 풀었으며 유한차분법, 물체적합좌표계, 벽법칙, 삼중격자법을 적용하였다. S-103 모형을 대상으로 준쇄파의 수치결과를 실험과 비교하였고 준쇄파 발생조건을 수중 고속선인 3차원 회전체에 대해 적용하였다. 준쇄파 해석결과에 의하면 M/Us 구배가 잠김 깊이에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 또한 선수파가 박리에 영향을 미쳐 선미파를 변형시킴을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1529-1534
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• 2008

최근, 교반기는 화학물질의 교반 및 탈포를 위해 디스플레이, 반도체 업체에서 광범위하게 사용되고 있다. 교반기는 일반적으로 축, 교반조, 감속기어 및 구동 모터로 구성되어 있다. 교반기 설계시의 주요 사항은 회전시의 동적 특성을 평가하는 것이다. 회전시의 동적특성은 진동, 소음 및 열방출로 나타난다. 본 논문은 고속 교반기의 동적 특성을 실험적으로 규명하였다. 진동을 유발하는 주 인자는 회전체의 불균형에 기인한 것임을 알 수 있었으며, 교반 용기 부위의 온도가 전체온도에서 상대적으로 제일 높음을 알 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권5호
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• pp.310-316
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• 2019

This paper presents two methods for designing a high-speed air spindle operated over the rotational speed of 50,000 rpm. The first method is an approximate method, which assumes a symmetric spindle shape even though it is not symmetric in reality. The second is an analysis of rotordynamics using beam and solid models. The approximate method can be used to calculate the bearing load capacities, stiffness and damping coefficients, stability of the shaft system, and response of the forced excitation from the unbalanced mass. Designers can use this method to determine the dimensions of the desired spindle at the first stage of the design. The more detailed behavior of the spindle can be calculated using the rotordynamics theory using beam and solid models based on the Finite Element Method. In this paper, a spindle, with two air bearings, one motor at the end, and two air thrust bearings, is newly developed. The solutions from the two rotordynamics theories are compared with the solution obtained using the approximate method. The three calculations are in agreement, and the procedure for the design of a spindle system, supported on the externally pressurized air bearings, ispresented and discussed.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1997년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.114-121
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• 1997

회전 열파이프의 열전달 성능은 액막 두께 및 증발부로 귀환되는 응축 액막 유동율에 의해 결정된다. 그 동안 응축액 유동율을 촉진시키기 위하여 용기 내벽에 groove, 테이퍼 및 나선형 코일을 삽입하여 유동율을 높이는 방법들이 연구되었다. 본 연구도 회전 열파이프의 내부 관벽 구조에 관한 것으로써 삼각 단면을 갖는 회전 열파이프의 열전달 특성을 파악하고자 하였다. 삼각 단면을 갖는 회전 열파이프는 고속 회전 영역에서 모서리 부분으로 액막이 집중되어 관 내벽에 형성되는 액막 두께를 줄일 수 있으나 증발부에서 국부적인 과열이 발생되어 불안정한 작동 상태를 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 개선방안으로 증발부에 부분적으로 원형관을 접합하였으며, 그 결과 dry-out의 억제와 함께 삼각 유동 단면에 의한 액막 두께 감소 효과를 볼 수 있었다. 회전체 발열부 냉각에 적용시키기 위해서는 앞으로 최적의 기하학적 형상에 따른 충전율 및 액막에서의 열전달에 대한 정량적인 해석 연구가 필요할 것으로 생각된다.