• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권5호
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• pp.402-410
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• 2008

The heavy duty diesel engine must have a large output for maintaining excellent mobility. In this study, a three dimensional finite element model of a heavy-duty diesel engine was developed to conduct the stress analysis. The FE model of the heavy duty diesel engine main parts consisting with four half cylinder was selected. The heavy duty diesel engine parts includes with cylinder block, cylinder head, gasket, liner, bearing cap, bearing and bolts. The loading conditions of engine were pre-fit load, assembly load, and gas load. As the results of structural analysis, because the stress values of cylinder block and bearing cap did not exceed the basic design can be satisfied. But on the part which contacts with cylinder block and bearing cap the stress value exceeds the allowable strength of material. In order to decrease the stress at that part, it was optimized with parametric study.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.2581-2587
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• 2013

철도차량의 안전성을 위해 사용되는 윤축은 차량 전체 중량의 16%를 차지하는 요소로서, 철도차량의 경량화에 있어 필수적으로 연구되는 대상이다. 본 연구는 기존 윤축의 중량을 요구강도에 만족시킴과 경량화를 목적으로 창의적 문제해결이론인 TRIZ의 6SC를 적용하여 중공구조의 윤축 내부에 사용될 수 있는 캡을 설계하였고, 설계에 대한 검증을 위해 해석 툴인 ANSYS를 활용하였다. 본 연구에서 제안한 캡의 재질은 SM45C이며 중공구조이다. 또한, 윤축에 요구되는 강도를 만족하기 위해 중공 윤축의 베어링 시트 부 내부에 위치한다. 본 연구를 통해 설계 및 해석된 캡을 삽입한 윤축은 전동차의 윤축에 요구되는 기준을 만족하였으며 무게는 중실축과 비교하였을 때, 약 6.75%를 감소시켰다. 윤축 강도에 대한 평가 기준은 EN13103 및 EN13104의 규격을 적용하였다. 또한, 캡을 장착한 윤축의 최대응력 및 중량에 대해 기존의 중실축, 중공축과 비교함으로써 설계에 대한 효과를 검증하였다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.226-231
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• 2015

CNT(carbon nanotubes) 강화 알루미늄 나노복합재는 우수한 기계적 특성으로 자동차용 차세대 경량재료로 주목을 받고 있으나 소재 제조 과정에 있어 CNT의 균일 분산 확보가 어렵고 대량제조 공정 확립이 어려워 자동차 부품으로의 적용이 어렵다. 그러나 점차 CNT 생산이 대량화 되고 있고 복합재로서의 특성이 개선되고 있다. 따라서 본 연구는 CNT강화 알루미늄 나노복합재의 현 수준을 확인하고 자동차 부품 관점에서의 적용가능성을 검토하고자 하였다. 평가에 사용된 소재는 20L급 High energy milling기에서 알루미늄 분말과 CNT를 혼합한 후, 소결 및 압출하여 봉상(${\phi}80$)으로 제조되었다. 소재 관점에서 기계적 특성 및 열적 특성을 분석하였으며, 부품 적용성 관점에서는 현재 자동차 부품에 사용되는 소재와 그 소재가 사용되는 각 부품의 주요 요구 특성을 상대 비교하였다. 고강성과 성형성이 요구되는 부품에 사용되는 상용소재(A390) 및 SiC/Al 복합재와 성형성 비교평가를 진행하였으며, 탄성계수를 측정하였다. 피로 내구 및 경량화가 요구되는 메인베어링캡 양산소재와의 내구성 비교 평가를 실시하였다. 또한 고온 안정성이 요구되는 피스톤용 내열 소재와 열팽창계수 및 열화에 따른 강도저하를 비교 평가하였다. 구배가 큰 금형을 설계하여 단조 가공 후, 성형성(외관 crack 및 성형압 측정)을 비교하였으며, 내구성 평가를 위해 실제 부품인 H사(社) 소형 엔진블록의 메인베어링 캡을 적용하여 일축 단품 피로 시험을 진행하였다. 이를 통해 우수한 소재 특성을 확인하였고, 자동차 구조용 부품으로 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.110-119
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• 1993

본 논문은 자동변속기를 탑재한 차량에서 에어콘(air condition)을 작동시키고, 공 회전시 기어의 변속을 "D"단에 두었을 때 실내에서 발생하는 이상음의 원인규명 및 해결 방 법에 관한 연구 결과를 논하고자 한다. 이 이상한 소음의 원인을 규명하기 위하여 실린더 내부의 연소압력, 메인 베어링캡(main bearing cap)의 진동, 엔진 마운팅 보스의 진동 및 차 량의 실내소음을 동시에 측정하여 분석하였으며 이 결과에 의하면 이상음의 원인은 크랭크 샤프트(crank shaft)의 굽힘진동이 파워플랜트(power plant)를 가진하여 진동을 증가시키고, 이 진동이 마운팅 보스를 통하여 차량의 차체에 전달되며, 차체의 진동에 의해서 발생하는 고체 전달음(structure-borne noise)이었다. 또한 이상음의 주기는 주파수 성분은 200-400Hz 이었다. 이 이상음은 크랭크 샤프트의 댐퍼 풀리의 질량을 저감하여 크랭크 샤프트의 동특 성을 개선함으로서 해결가능하고, 혹은 점화시기를 지연하여 연소 압력을 낮춤으로서 해결 가능하다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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• pp.831-836
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• 2004

Vibration of electric-powered hand grinder comes from the parts of motor, gear, bearing, and fan. Excessive vibration can be harmful to workers. To reduce vibration of a hand grinder we analyzed the frequency components from the routing electric-powered grinder and did modal test to find the natural frequencies of the each part. It shows that the vibration is due to the resonance of the case. To remove the resonance, the case structure is modified and the bearing cap is replaced on a basis of the results from the rotor dynamic analysis using SAMCEF. As a result the vibration of the hand grinder is reduced greatly.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권10호
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• pp.1035-1040
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• 2004

The vibration of an electric hand grinder originates from the motor, gear, bearing, and fan. Its excessive vibration can be harmful to workers. To reduce the vibration of an electric hand grinder. frequency analysis for the vibration signals of a running electric hand grinder and modal test for the each part were done. The results show that the vibration is due to the resonance of the case. To remove the resonance, the case structure was modified and the bearing cap was replaced on a basis of the results of the rotor dynamic analysis using SAMCEF. As a result, the vibration of the electric hand grinder was reduced greatly.