• 소음진동
• /
• 제5권2호
• /
• pp.215-224
• /
• 1995

In this paper, the three-dimensional finite element model is established to investigate the structural dynamic characteristics of rotor blade using a finite element analysis. Six natural frequencies and mode shapes are calculated by computer simulation. The first three flapping modal frequencies, the first two lead-lag modal frequencies, and the first feathering modal frequency are validated through comparison with the modal test results of the fixed rotor blade. The computer simulation results are found in good agreement with experimentally measured natural frequencies. The important results are obtained as follows: (1) Natural frequencies are changed due to the variation of rotational speed and fiber angle of rotor blade, (2) Weak coupling between flapping mode shape and lead-lag mode shape are detected, (3) Centrifugal force has more effect on flapping modal frequency than lead-lag modal frequency.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.52-59
• /
• 2019

로터 블레이드는 허브를 통해 전달된 토크와 조종장치를 이용한 피치각 제어를 통해 헬리콥터 비행에 필요한 양력, 추력 및 기동력을 발생시킬 수 있는 핵심 구성품이며, 구조적인 안전성과 함께 공진의 위험성이 없도록 진동 특성을 고려하여 설계되어야 한다. 본 연구에서는 다목적 무인 헬리콥터(Multi-Purpose Utility Helicopter)에 적용하기 위한 주로터 블레이드의 구조 설계를 수행하였으며, 제작된 블레이드의 단면 강성 측정 시험을 수행하였다. 이후 측정된 강성 분포를 반영하여 로터 시스템의 진동특성에 대한 평가를 수행하였다. 로터 블레이드 내부는 스킨, 스파 및 토션박스로 구성되며, 탄소 및 유리 섬유 복합소재를 적용하였다. 블레이드 단면 강성 예측을 위해 Ksec2D 프로그램을 활용하였으며, 실험을 통해 측정된 값과 비교한 결과를 제시하였다. 로터 시스템의 회전으로 인한 고유진동수 변화 및 공진 위험 여부를 확인하기 위해 회전익 항공기의 통합 해석 프로그램인 CAMRADII를 활용하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.118-126
• /
• 2011

초음파가진 열화상시험 중 가진 방법이 시편에 가진된 진동의 시스템 응답 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 복잡한 현상을 가진 터빈 블레이드 시편에 가진된 진동의 특성을 분석하기 위하여 고출력 가진이 가능한 초음파 혼이 사용되었다. 초음파 혼에 입력되는 신호의 특성이 가진된 진동의 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였고 블레이드를 클램프에 고정한 후 가진기와 클램프를 연결하는 방법이 진동신호에 미치는 영향에 대해서도 연구하였다. 연구 결과를 통하여 첩(chirp) 입력선호와 볼트를 사용하여 클램프와 혼을 연결하는 방법을 가진 방법으로 제안하였다. 이러한 가진 방법은 다양한 종류의 터빈 블레이드 뿐만 아니라 다른 기계부품들의 시험에 적용될 수 있다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제46권3호
• /
• pp.237-243
• /
• 2018

본 연구에서는 고 전진비 조건의 로터에 대해 전진비 변화에 따른 허브 진동하중의 변화를 예측하고, 블레이드에서 발생하는 구조하중 예측 및 조화 분석을 통하여 구조하중 변화를 고찰하였다. 로터 전진비는 0.40부터 0.71까지 범위를 가지며, NASA에서 수행한 풍동시험 결과에 대해 수치묘사 연구를 수행하였다. 검증한 결과를 토대로 허브 진동하중 및 블레이드 모멘트를 예측하였다. 허브 진동하중은 최초에 증가하다가 전진비가 0.5 이상의 경우에는 변화가 거의 없음을 보여주었다. 블레이드 구조하중은 전진비가 증가할수록 진폭의 크기가 증가하며, 블레이드 모멘트의 조화 분석을 수행한 결과 플랩 모멘트는 3/rev, 래그모멘트는 4/rev의 영향이 매우 크다는 점을 확인하였다. 이는 전진비가 증가할수록 2차 플랩과 2차 래그 모드의 고유진동수가 각각 3/rev와 4/rev에 근접하기 때문인 것으로 파악되었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.139-146
• /
• 2009

능동 비틀림 제어기법을 이용한 복합재료 로터 블레이드의 헬리콥터 진동억제에 대한 수치연구를 수행하였다. 허브에 작용하는 진동하중 억제를 위해 복합재료 블레이드의 탄성 연계와 함께 압전 소재의 전단변형 메커니즘을 이용하였다. 로터 블레이드는 표면에 압전 작동기를 부착한 박벽 상자형 단면을 갖는 복합재료 보로 모델링하였다. 회전익에 대한 지배 운동방정식은 Hamilton 원리를 이용하여 구성하였고, 공력하중은 자유후류모델을 포함하는 비정상 공력 이론을 이용하여 구했다. 다양한 탄성연계 적층과 능동 작동기를 부착한 복합재료 블레이드에 대해 허브진동 하중 특성을 고찰하였다. 수치해석 결과 최적 제어 알고리듬을 적용하여 $N_b$/rev 진동하중을 대폭 줄일 수 있음을 보였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.252-252
• /
• 2004

• 한국추진공학회지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.15-23
• /
• 2010

블레이드 디스크에는 진동 저감을 위해 종종 마찰 감쇠기가 같은 부가적인 감쇠 요소가 부착된다. 마찰 감쇠기가 있는 블레이드 디스크의 강제 진동 해석 시스템이 개발 및 검증되었다. 비선형 진동 해석 방법인 다중 조화 방법과 주기 구조물의 효율적인 해석을 위한 주기 경계 조건이 사용되었으며 집중된 구조 비선형성인 마찰 감쇠기가 있는 구조물의 거동을 모사하기 위하여 가상 질량법으로 얻어진 모드 형상이 사용되었다. 이러한 모드와 일반적인 고유 모드의 상대적인 수렴성이 비교되었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제50권5호
• /
• pp.317-323
• /
• 2022

본 논문에서는 c-스파 단면을 갖는 복합재 로터 블레이드에 대해 co-rotational(CR) 이론 기반 비선형 쉘 요소를 사용하는 In-house code를 통해 고유진동수를 구하고, 이를 이용하여 블레이드의 진동특성을 예측하는 심층신경망 모델을 개발하였다. 심층신경망 모델은 무작위 두께 분포를 갖는 데이터와 스팬 방향으로 두께 감소 경향성을 보이는 데이터를 통해 심층신경망 모델의 정확성을 평가하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제19권12호
• /
• pp.1281-1288
• /
• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.209-214
• /
• 2011

본 연구에서는 효과적인 풍력발전기 블레이드의 상태 모니터링을 위하여 대표적 손상형태 중 하나인 로터의 질량 불균형으로 인한 이상상태를 감지할 수 있는 기법을 제안하였다. 이를 위하여 수평축 3-블레이드 풍력발전기를 대상으로, 블레이드 1개의 질량을 증가시키면서 로터의 질량 불균형 조건을 구현한 후 전체 풍력발전기에 대한 동력학 시뮬레이션을 수행하였다. 질량 불균형이 발생하면 부가질량에 의한 원심력에 의하여 나셀의 로터 회전축에 대한 횡방향 진동이 발생하고, 부가 질량의 크기가 커질수록 나셀 횡방향 진동의 진폭이 거의 선형적으로 증가함을 알 수 있었다.