• Tribology and Lubricants
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• 제2권1호
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• pp.46-52
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• 1986

얇은 유막위의 타이어 변형해석이나, 압착막댐퍼 설계등의 해석에 응용되는 변동 하중하의 탄성 경계상 유체 압착막의 해석을 Newton-Raphson 반복법을 사용하여 하였다. 유막두께의 계산은 등계수 요소를 사용하여 정확한 계산을 하였고 슬라이더의 궤적은 강쇄진동의 응답곡선과 유사함을 알 수 있었다. 특히 본 연구에서는 미끄럼 속도의 영향을 고려하였으며 유체가 베어링내에 생긴 포켓에 정체하고 있어서 미끄럼의 영향은 속도가 클때를 제외하고는 큰 영향을 미치지 못함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.480-485
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• 2017

저널 베어링인 선미관 후부 베어링의 후방부에 발생하는 발열 사고는 프로펠러 하중이 추진축을 처지게 하여 후방부에 과도한 국부압착압력이 작용하는 것이 주된 원인이다. 선미관 베어링의 라이닝 재료로 사용되는 화이트 메탈보다 영률이 훨씬 작은 재료를 사용한다면 축과의 접촉 면적을 크게 함으로써 발열 사고의 원인이 되는 국부압착압력의 저감이 가능할 것이다. 본 연구의 목적은 영률이 작은 재료로 만들어진 베어링 제품의 적용에 앞서, 축계 해석을 통해 새로운 제품 적용시의 압착압력 분포특성을 파악하고 허용 압력을 결정하는데 있다. 국부압착압력의 계산에 있어서는 접촉 너비를 따라 반 타원형상의 압력 분포를 가정한 Hertzian 접촉 조건을 도입하였으며, 엔진 가동 상태의 프로펠러 하중, 열 효과 및 선체 변형을 고려하였다. 해석 결과를 통해 영률이 작은 제품은 기존 제품을 적용한 실적선에 비해 국부압착압력의 상당한 저감이 가능함을 확인하였고, 또한 하중 조건이 바뀌더라도 압력 분포의 변화가 작아 강건 설계가 가능한 장점이 있음을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 제시되는 제품의 성능 사양을 제조사가 보장한다면 영률이 작은 제품의 적용이 가능하리라 판단된다.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2005년도 특별논문집
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• pp.134-137
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• 2005

Recently, in VLCC, shafting system is stiffer due to large engine power whereas hull structure is more flexible due to scantling optimization, which can be suffered from alignment damage by incompatibility between shafting and hull, In this study, shafting system without stern tube forward bush was adapted for less sensitive system against external factors. Also, shaft alignment analysis was considered with hull deflection at various ship loading conditions and stern tube after bush of long journal bearing was evaluated by static squeezing pressure and dynamic oil film pressure with sloping control. Whirling vibration was also reviewed to avoid resonance with propeller blade order. So, reliable shafting design for VLCC could be achieved through optimized alignment analysis for the system without stern tube forward bush.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.135-139
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• 2017

VLCC 추진축계의 선미관 후부 베어링에서 주로 발생하는 발열 사고는 프로펠러 하중이 추진축을 처지게 하여 후방부에 과도한 국부압착압력이 작용하는 것이 주된 원인이다. 최근 VLCC는 엔진 출력이 크고 축 직경이 증가하는 반면 선미관전부 베어링과 후부 베어링 사이의 간격이 상대적으로 짧아져 축계 시스템의 유연성이 저하되는 경향이 있으며, 이로 인해 발열 사고 가능성에 대한 우려가 커지고 있다. 본 연구에서는 선체의 변형에 대한 축계의 유연성을 확보하기 위한 방안으로 선미관 전부 베어링을 삭제하고 선미관 후부 베어링만을 설치한 새로운 축계 시스템의 적용 가능성을 검토하였다. 국부압착압력의 계산에 있어서는 접촉 너비를 따라 반 타원 형상의 압력 분포를 가정한 Hertzian 접촉 조건을 도입하였으며, 엔진 가동 상태의 프로펠러 하중, 열 효과 및 선체 변형을 고려하였다. 제안된 축계 시스템에 대한 해석을 통해 선미관 후부 베어링의 축 접촉면 재료인 화이트 메탈에 부분 경사를 추가 시공함으로써 설계 요구 조건이 만족됨을 확인하였다. 제안된 축계 시스템의 적용을 통해 발열 사고 예방을 위한 축계 유연성 확보 뿐 만 아니라 시스템의 단순화를 통한 설치비용의 감소 등 부가적인 효과도 기대할 수 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권7호
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• pp.20-27
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• 2002

An analysis model for an elliptical fluid film bearing is described. The principles of hydrodynamic lubrication are outlined together with an expanded version of the governing pressure field equation as related to elliptical journal bearing. Finite element method approximations are given for the pressure field equation and a temperature model, both related to the fluid film thickness. The thermal effects in the lubricant viscosity, lubricant film thickness, variation of the journal rotating speed and influence of turbulence are investigated in this paper A finite element model and an iterative computational process are described, whereby full simultaneously converged field solutions for fluid film thickness, temperature, viscosity, pressure, stiffness and damping coefficient are obtained.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.80-86
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• 2009

Main bearing cap is one of the essential structural elements in internal combustion engine. Main bearing cap guides and holds the crankshaft, withstanding the full combustion and inertia loads of the engine. A seamless design methodology using FEA has been proposed to produce a reliable design of main bearing cap. A Levy's thick cylinder model was applied to calculate the contact pressure between bearing shell and housing bore. A calculated contact pressure at housing bore is within the allowed limit comparing with that from bearing shell model. An adequate FEA model was suggested to obtain reliable solutions for the durability of main bearing cap. 3D global model consists of engine bulkhead, main bearing cap, and bolts. Sub-model consisting of cap and part of bolts is used to get detailed solution of main bearing cap. A very careful contact modeling practice is needed to resolve the convergence problems frequently encountering during combined geometric and material non-linear problems. A proposed methodology has been applied to the main bearing cap model successfully and obtained reliable stress results and fatigue safety factors.

• 대한조선학회논문집
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• 제44권6호
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• pp.666-674
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• 2007

It is very important to estimate static squeezing pressure distributions for lining material of sterntube after bearing at dry dock stage since the maximum squeezing pressure value can be one of the significant characteristics representing coming navigation performances of the propulsion system. Moderate oil film pressure between lining material and propulsion shaft is also essential for safe ship service. In this paper, Hertz contact theory is explained to derive static squeezing pressure. Reynolds equation simplified from Navier-Stokes equation is centrally differentiated to numerically obtain dynamic oil film pressures. New shaft alignment technology of nonlinear elastic multi-support bearing elements is also used in order to obtain external forces acting on lining material of bearing. For 300K DWT class VLCC with synthetic bush of sterntube after bearing, static squeezing pressures are calculated using derived external forces and Hertz contact theory. Optimum partial slope of the after bush is presented by parametric shaft alignment analyses. Dynamic oil film pressures are comparatively evaluated for partially bored and unbored after bush. Finally it is proved that the partial slope can drastically reduce oil film pressure during engine running.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.50-50
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• 2008

본 연구에서는 전방항성 초음파 액추에이터의 제작, 시뮬레이션, 구동 드라이버 제작, 제어 방법에 대하여 연구하였다. 우선, 시뮬레이션 툴인 ATILA를 사용하여 전방향성 초음파 액추에이터를 설계하였고 구동 주파수, 어드미턴스 특성 그리고 액추에이터의 움직임을 분석하여 최적의 구동 주파수 영역을 파악하였다. 실제 구동을 확인하기 위하여 액추에이터 스테이지와 구동 드라이버를 개발 하였다. 전방항성 액추에이터 스테이지의 구조는 액추에이터와 4개의 볼 베어링이 알루미나 볼을 압착하는 형태이며 세라믹에 인가되는 사인파의 위상차에 의하여 4개의 방향으로 구동 할 수 있다. 또한, 액추에이터를 위치 제어를 위하여 로터리 엔코더 두 개를 사용하여 구의 움직임을 파악하였고 PID 제어기법을 사용하여 액추에이터의 움직임을 제어하였다. 스테이지 구조상 엔코더의 $70^{\circ}$ 내에서만 구동 가능하며, 실험 결과를 통하여 전방향성 초음파 액추에이터는 약 $1.2^{\circ}$의 분해능을 가지고 구동영역 내 원하는 좌표로의 이동이 가능했고, 향후 고 정밀 관절 및 인공 눈에 응용 가능할 것으로 사료된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.259-267
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• 2005

The effects of hull flexibility on shaft alignment are growing as ship sizes are increased mainly for container carrier and LNG carrier. In order to consider hull flexibility on a propulsion shafting system, standardization of ship service conditions is necessary because hull deformation is continuously variable according to ship service conditions. How to summarize ship service conditions is suggested based on practically applicable four viewpoints : hull, engine, loading and sea status. Effects of the external forces acting on a ship propulsion shafting system are generally commented. Several design criteria regulated by classification societies are pointed at issue which seems to have Insufficient technical background. A qualitative verification is carried out to point out the invalidity of the assumption of effective supporting position. In this work, an elastic nonlinear multi-supporting bearing system is introduced as a key concept of the elastic shaft alignment. Hertz contact theory is proved to be more proper one than projected area method in calculation of the nonlinear elastic stiffness of the bearing, The squeezing and oil film pressure calculations in the long journal bearing like an after stern tube bearing are recognized as a necessary process for elastic shaft alignment design.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.512-520
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• 2006

The effects of flexibilities of supporting structures on shaft alignment are growing as ship sizes are Increasing mainly for container carrier and LNG carrier. But, most of classification societies not only do not suggest any quantitative guidelines about the flexibilities but also do not have shaft alignment design program considering the flexibility of supporting structures. A newly developed program, which is based on innovative shaft alignment technologies including nonlinear elastic multi-support bearing concept and hull deflection database approach, has S basic modules : 1)fully automated finite element generation module, 2) hull deflection database and it's mapping module on bearings, 3) squeezing and oil film pressure calculation module, 4) optimization module and 5) gap & sag calculation module. First module can generate finite element model including shafts, bearings, bearing seats, hull and engine housing without any misalignment of nodes. Hull deflection database module has built-in absolute deflection data for various ship types, sizes and loading conditions and imposes the transformed relative deflection data on shafting system. The squeezing of lining material and oil film pressures, which are relatively solved by Hertz contact theory and built-in hydrodynamic engine, can be calculated and visualized by pressure calculation module. One of the most representative capabilities is an optimization module based on both DOE and Hooke-Jeeves algorithm.