• 한국항공우주학회지
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• 제38권5호
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• pp.482-489
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• 2010

본 논문에서는 스마트 무인기의 자유 진동 특성 및 로터의 회전으로 인한 기체 구조물의 진동특성 즉 강제진동 특성을 실험적으로 규명하기 위해 수행한 시험방법, 센서 및 장비 설치, 시험 결과 검증 방법 및 시험결과를 수록하였다. 스마트 무인기의 지지 조건은 번지코드를 이용하여 자유-자유 경계조건을 구현하였고, 시험은 3개의 가진기를 사용하여 다점 랜덤 가진법으로 구조물을 가진하였으며 약 100여개의 가속도계로부터 기체 구조물의 응답특성을 측정하였다. 주파수 응답함수를 통하여 다기준 최소 자승 복소지수법을 적용하여 고유 진동수, 감쇠율, 모드 형상등의 모달 매개변수를 산출하였다. 또한 강제 진동 시험은 스마트 무인기의 양쪽 로터가 장착되는 나셀 부위에 x,y,z 각 방향으로 가진기를 장착하여 로터 회전 주파수를 가진함으로써 구조물과 각종 장비의 진동응답 특성을 측정하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권4호
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• pp.442-450
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• 2006

This paper describes the new modal analysis method to detect the presence of the breathing crack in a general rotor system with disk asymmetry and stator anisotropy. It is proposed that the modal analysis using directional frequency response functions (dFRFs), which, accounting for the directivity in modes, clears the heavily over-lapping of other harmonics occurring from non-isotropic properties in addition to those due to crack, can provide an effective method to detect the modes by a crack. The simulations from the simple general rotor model show that the r-dFRFs (reverse dFRFs) for asymmetry confirms a good indicator of the presence of the breathing crack and the instability is primarily influenced by the shaft asymmetry than the breathing crack.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제13권10호
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• pp.813-820
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• 2003

Conventional modal analysis techniques are known to be inappropriate for asymmetrical rotor systems, when the equations of motion are written in the stationary coordinates, due to the presence of time varying parameters. This paper presents a generalized modal analysis method for asymmetrical rotor systems in the stationary coordinates, employing the modulated coordinates and the lambda matrix formulation. A numerical example with a flexible asymmetric rotor model is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed modal analysis method. As an application of the proposed method, modal analysis is also performed with an open cracked rotor system.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.526-531
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• 2003

Conventional modal analysis techniques are known to be inappropriate for asymmetrical rotor systems. when the equations of motion are written in the stationary coordinates, due to the presence of time varying parameters. This paper presents a generalized modal analysis method for asymmetrical rotor systems in the stationary coordinates, employing the modulated coordinates and the lambda matrix formulation. A numerical example with a flexible asymmetric rotor model is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed modal analysis method. As an application of the proposed method, modal analysis is also performed with an open cracked rotor system.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 26 Nov. 1993
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• pp.177-183
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• 1993

본 연구에서는 범용 구조 해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 이용하여 대형 구조물인 안테나 각 분계의 동특성을 파악하고, 부분구조합성법을 이용하여 구조물 전체의 동특성을 파악하였다. 또한 구조물의 주파수 응답 함수를 이 용하여 지배적인 고유모드를 구하였고, 각 분계의 변형 및 운동 에너지를 산 출하여 전체 고유모드에 대한 분계의 에너지 기여도 파악하였으며, 이와 같 은 진동 요인 분석에 따른 진동 대책으로, 변형 및 운동 에너지 기여도가 높 은 분계의 질량 및 강성 변경에 따른 구조물의 동특성 변화를 예측함으로 구조물의 동특성 개선의 방향을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.183-192
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• 2004

본 논문에서는 수직으로 시추된 해양 파일에 대한 새로운 동적 해석절차가 제안되고 전형적 설계문제에 의하여 검증된다. 해수에 잠긴 파일의 구조는 물론 해양파도와 조류에 의한 힘도 유한요소법에 의해서 정식화되고 모델링된다. 유한요소 방정식에 적합한 파력을 구하기 위해서 여러 가지 파도이론 가운데서도 Airy의 파도이론이 시험되고 선정되었다. 조류의 후방와류에 기인한 횡방향 양력은 Strouhal 진동수와 적절한 양력계수를 가진 간단한 조화함수에 기초한다 파일에 대한 고유진동수 해석과 주파수 응답해석은 정식화 결과를 NASTRAN에 입력하여 계산되었다. 여기서 제안된 절차에 의해 얻어진 동적 변위와 응력의 결과는 기본설계해석 단계로서 해양파일의 파력과 조류 양력에 의한 동적거동을 구할 수 있으며 설계에 응용될 수 있음을 보여준다

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.619-628
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• 2010

차세대 의료기기 시장을 변화시킬 것으로 기대되는 형상기억합금(SMA) 기반의 최소침습용 의료기기는 시술자의 손동작과 같은 유연성과 섬세함을 구현할 수 있는 장점이 있다. 그러나 SMA의 비선형 열전기적 특성으로 인해 SMA 기반 차세대 의료기기 엑추에이터는 자유로운 방향조종 구현이 제한적이고 상용화에 있어서 큰 한계성으로 작용한다. 본 논문은 SMA의 효과적인 온도제어를 위해 전류-온도간의 개방루프 계단응답을 분석하고 1차 미분방정식 해와 비교하여 온도제어에 필요한 파라미터 $t_1$을 도출한 뒤 실험적으로 그 기능을 검증하였다. 또한 $t_1$은 전류를 입력으로 온도를 출력으로 하는 시불변 선형계의 특성함수의 폴(pole)이므로 주파수에 의한 온도제어에 관계된 파라미터인 것으로 나타났다. 본 논문의 결과는 SAM 기반의 차세대 의료기기 액추에이터의 효과적인 위치제어 설계에 응용될 수 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.797-803
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• 2009

The accurate prediction of dynamic characteristics of high speed rotors, such as gas turbines, is important to avoid the possibility of operating the machinery near the critical speeds or unstable speed regions. However, the dynamic analysis methods and softwares for gas turbines have been developed in the process of producing many gas turbines by manufacturers and most of them have seldom been disclosed to the public. Recently, commercial FEM softwares, such as SAMCEF, ANSYS and NASTRAN, started supporting some rotordynamics analysis modules based on 3-D finite elements. In this paper, the dynamic analysis method using commercial S/W, especially ANSYS, is attempted for the small-size gas turbine engine rotor, and the analysis capability and limitations of its rotordyamics module are evaluated for further improvement of the module. As the preliminary procedure, the rotordyamic analysis capability of ANSYS was tested and evaluated with the reference models of the well-known dynamics. The limitations in application of the rotordynamics module were then identified. Under the current capability and limitations of ANSYS, it is shown that Lee diagram, a new frequency-speed diagram enhanced with the concept of $H{\infty}$ in rotating machinery, can be indirectly obtained from FRFs computed from harmonic response analysis of ANSYS. Finally, it is demonstrated based on the modeling and analysis method developed in the process of the S/W verification that the conventional Campbell diagram, Lee diagram, mode shapes and critical speeds of the small-size gas turbine engine rotor can be computed using the ANSYS rotordynamics module.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.36-44
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• 2010

The accurate prediction of dynamic characteristics of high speed rotors, such as gas turbines, is important to avoid the possibility of operating the machinery near the critical speeds or unstable speed regions. However, the dynamic analysis methods and softwares for gas turbines have been developed in the process of producing many gas turbines by manufacturers and most of them have seldom been disclosed to the public. Recently, commercial FEM softwares, such as SAMCEF, ANSYS and NASTRAN, started supporting some rotordynamics analysis modules based on 3-D finite elements. In this paper, the dynamic analysis method using commercial S/W, especially ANSYS, is attempted for the small-size gas turbine engine rotor, and the analysis capability and limitations of its rotordyamics module are evaluated for further improvement of the module. As the preliminary procedure, the rotordyamic analysis capability of ANSYS was tested and evaluated with the reference models of the well-known dynamics. The limitations in application of the rotordynamics module were then identified. Under the current capability and limitations of ANSYS, it is shown that Lee diagram, a new frequency-speed diagram enhanced with the concept of $H{\infty}$ in rotating machinery, can be indirectly obtained from FRFs computed from harmonic response analysis of ANSYS. Finally, it is demonstrated based on the modeling and analysis method developed in the process of the S/W verification that the conventional Campbell diagram, Lee diagram, mode shapes and critical speeds of the small-size gas turbine engine rotor can be computed using the ANSYS rotordynamics module.