• 제목/요약/키워드: 고주기 진동피로

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압축기 블레이드 Aeromechanics의 시험적 검증 (Experimental Verification of Compressor Blade Aeromechanics)

  • 최윤혁;박희용;김지수;신동익;최재호;김용련
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.240-244
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    • 2017
  • 가스터빈 엔진의 구성품 개발단계에서 블레이드의 Aeromechanics 시험은 블레이드 진동설계와 구조 안정성 검증 프로세스 사이에서 중요한 연결 고리를 제공한다. 이 전제에 근거하여 본 연구에서는 NSMS(Non-Intrusive Stress Measuring Systems)를 축류 압축기 구성품 시험리그에 적용하여 Tip Timing 센서가 장착된 단에서 모든 블레이드의 정적/동적 변위를 시험적으로 측정하였다. 진동 특성 분석을 통해 블레이드 고주기 손상을 유발할 수 있는 피로임계위치(Fatigue Critical Location)에서의 진동 응력을 평가하였으며, 공력가진에 의한 비동기 진동응답 및 개별 블레이드 Mistuning 패턴을 제시하였다.

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선박용 감속기어-디젤엔진 연결축의 진동 피로파손 분석 (Analysis of the Vibration Fatigue for the Diesel Engine and Reduction Gear Connecting Shaft in a Ship)

  • 한형석;이경현;박성호;김청식
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.407-413
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    • 2014
  • The diesel engine and reduction gear combination is one of the common propulsion system in a naval vessel. Since the diesel engine has torsional vibration caused by reciprocating motion of the mass and gas pressure force of the cylinder, high cycle torsional fatigue can be occurred. Therefore, ROK navy restricts the maximum stress of the propulsion shaft according to MIL G 17859D. In this paper, the root cause for the failure of the diesel engine and reduction gear connecting shaft occurred in typical naval vessel is investigated based on the measured bending and torsional moment according to MIL G 17859D procedure.

공기 가진력에 의한 팬 블레이드 구조 안정성 평가에 관한 연구 (A study on the Structural Stability about the Fan Blade by the Air Excited Forces.)

  • 정규강;김경희;조생현
    • 한국추진공학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.93-101
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    • 2000
  • 엔진 운용 중에 유로(flow Path)에 놓여 있는 팬 블레이드(blade)들은 많은 외부하중에 노출되어 있어서 고주기 피로(high cycle fatigue)에 의한 피로 파괴의 위험성이 크다. 그 중 가장 중요하게 평가되는 것이 주기적인 가진력에 의한 공진 현상과 그에 따른 피로파괴 가능성이다. 본 논문에서는 유동장 (flow field)이 지주(struts)에 의해 영향을 받게 되고, 이러한 유동장의 분포가 지주 후방에서 주기함수 형태로 팬 블레이드를 가진 할 때, 팬 블레이드에서의 진동 응답 특성과 구조적인 안정성을 평가하였다. 팬 블레이드의 피로강도를 시험적으로 평가하고, 팬 블레이드 전방 지주에 의한 공기 가진력을 가정하여 유한 요소 해석을 통한 구조적 안정성을 평가하였다. 그리고 엔진 시험에서 측정된 서지 압력 하중을 팬 블레이드의 유한요소 모델에 적용하여 구조적 영향을 평가함으로써 팬 블레이드의 구조적인 안정성을 확인하였다.

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회전체의 건전성 평가를 위한 구조물의 진단사례 (A Diagnosis Case of Structure to Assess Rotor System)

  • 양경현;조철환;배춘희;이성호;김성휘
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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    • pp.832-837
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    • 2001
  • In this paper, we analyzed the characteristic of the broken section for bolts fastening the generator casing, and according to the frequency analysis, we grasped the characteristic of the excited force, traced the path of the exciting source so that we examined a factor of transient vibration of the generator casing. Even if it appears transient vibration again, we applied spring washer and more tensile bolt to the casing to minimize the fracture. By solving troubles of the generator rotor, we reduced the vibration amplitude to the normal condition. So we obtain much more the reliablility of the generator.

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P-S-N선도를 이용한 진동리퍼 기어박스-생크 용접부의 피로수명 평가 (Evaluation of Fatigue Life of Welded Joint of Gear Box-Shank in Vibro Ripper Using P-S-N Curve)

  • 오광근;김재훈;박정렬;양규상;박종원;김성현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권12호
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    • pp.1207-1212
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    • 2015
  • 진동리퍼는 암반의 파쇄와 리핑 작업을 동시에 하기 위해서 개발된 장비이며 기존의 암반 파쇄용 유압 브레이커와 작동 원리가 다르다 진동리퍼의 기진력을 투스로 전달하는 기어박스-생크 용접부는 매우 중요한 부분이며 진동리퍼의 기계적 건전성의 예측이 필수적이다. 본 연구는 생크소재 및 용접재료의 변화에 따른 접부의 피로수명 예측을 목적으로 하고 있다. 생크의 재료는 Hadox-hituf, AR 400을 사용하였고 접금속은 CSF-71T, CSF-81T를 사용하였다. 피로시험은 응력비 R=0에서 각 재료조건에 대해서 수행하였다. P-S-N 선도는 JSME-S002 규정에 맞춰 파괴확률 10%, 50%, 90%에 대해서 나타냈으며 수명 예측 식을 도출하였다.

저압터빈 블레이드의 균열 길이에 따른 동특성 변화 (Variation of Dynamic Characteristics of a Low Pressure Turbine Blade with Crack Length)

  • 양경현;송오섭
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권12호
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    • pp.1281-1288
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    • 2009
  • Variation of dynamic characteristics of a low pressure turbine blade with crack length is studied in this paper via both experiments and finite element model. Since most of the turbine blades used in domestic power plants are imported from abroad, it is necessary to understand their dynamic behavior in advance. When experimentally obtained natural frequencies and mode shapes are compared with those from FEM results, they are close to each other in their magnitude. Then, it is more feasible to use finite element model for analyzing the dynamic characteristics of a blade under various operation conditions (rotation speed, temperature, etc) as well as with a crack in the blade.

복합화력발전소 가스터빈 압축기 블레이드에 대한 손상원인 고찰 (Fracture Mechanism of Gas Turbine Compressor Blades in a Combined Cycle Power Plant)

  • 양경현;송오섭;조철환;윤완노;정남근
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제20권11호
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    • pp.1025-1032
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    • 2010
  • Gas turbine compressor blades used in a combined cycle power plant are possibly damaged and fractured during their operation. There are two possible causes of the failure of compressor blades; one is a defect of material quality which can be detected through some microscopic inspections for the fracture section, the other is high cycle fatigue problem caused by vibration and can be diagnosed by carrying out dynamic characteristics analysis for the blades. In this paper, in order to determine the cause of the failure of compressor blades in a combined cycle power plant, examination of the fracture section and the propagation mechanism of the crack via stress analysis are performed. Dynamic characteristics analysis via FRF estimation is also performed to identify the cause of failure.

디퓨저 베인에 의한 공진조건에서의 임펠러 구조 안정성 평가 (Structural Stability Evaluation of Impeller in Resonant condition due to Diffuser vanes)

  • 김용세;공동재;신상준;임강수;박기훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.877-880
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    • 2017
  • 원심압축기 임펠러의 블레이드는 고속회전과 정상유동 압력에 의한 정적하중이 가해진다. 동시에 임펠러와 디퓨저 베인 간 상호작용에 의해 발생하는 비정상 유동의 공력가진력이 공진조건에서 주기적으로 임펠러를 가진함에 따라 임펠러 블레이드의 고주기피로 파손이 발생할 수 있다. 이에 대한 정밀한 구조응답 예측을 위해 ANSYS를 이용한 비정상 유동 해석과 모드해석을 각기 수행하여 공력가진력과 주요 공진조건을 도출하였다. 이 후 공력-구조를 연계하는 단일방향의 강제진동 해석을 수행하고, 결과들을 토대로 고주기피로에 대한 안전도를 평가하였다.

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디퓨저 베인에 기인한 공진조건에서의 임펠러 강제진동 및 구조응답 예측 (Forced Vibration and Structural Response Prediction for Impeller in Resonant Conditions due to Diffuser Vanes)

  • 김용세;공동재;신상준;박기훈;임강수
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.24-35
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    • 2018
  • 원심압축기 임펠러의 블레이드는 임펠러와 디퓨저 베인 간 상호작용에 의해 발생하는 비정상 유동의 공력가진력이 공진조건에서 주기적으로 임펠러를 가진함에 따라 고주기피로 파손이 발생할 수 있다. 이에 대한 정밀한 구조응답 예측을 위해 유동해석과 구조해석을 각기 수행하여 공력가진력과 주요 공진조건을 도출하였다. 이 후 단일방향의 유체-구조 연성 기반의 강제진동 해석을 수행하고, 결과들을 토대로 고주기피로에 대한 구조 안전도를 평가할 수 있는 수치해석 절차를 구축하였다. 본 논문의 수치해석 절차는 임펠러 초기 설계단계에서 고주기피로 문제를 사전에 방지하는데 기여할 것으로 기대된다.