• 제목/요약/키워드: 진동내구시험

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탄소섬유 강화 복합재료의 항공기용 PTO 샤프트 적용에 관한 연구 (A Study on the Application of Carbon Fiber Reinforced Plastics to PTO Shafts for Aircrafts)

  • 정광일;김원기;정재문;오재형;방윤혁;김성수
    • Composites Research
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    • 제34권6호
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    • pp.380-386
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    • 2021
  • 본 연구에서는 탄소섬유 강화 복합재료를 적용하여 PTO 샤프트의 임계 속도를 향상시키는 연구를 진행하였다. 탄소섬유 강화 복합재료의 경우 전단 강도가 낮은 단점이 있어, 이를 보완하기 위해 티타늄-탄소섬유 강화 복합재료 하이브리드 구조로 설계하는 것을 제안하였다. PTO 샤프트에서 요구하는 최대 허용 토크, 임계 속도, 비틀림 고유진동수 기준을 충족시키는 최적의 구조를 설계하고 제작하였다. 제작한 PTO 샤프트의 성능 평가를 위해 진동 시험, 정적 비틀림 시험, 비틀림 내구성 시험이 수행되었고, 진동 시험에서 PTO 샤프트의 임계 속도는 20570 rpm로 티타늄 샤프트 대비하여 7.5% 향상된 것을 확인하였다. 또한 정적 비틀림 시험을 통해 PTO 샤프트의 최대 허용 토크가 2300 N·m로 해당 기준을 충족시키는 것을 확인하였다. 최종적으로 11.3~113 N·m 범위의 하중을 반복하는 비틀림 내구성 시험에서도 106 사이클 동안 피로파괴가 발생하지 않는 것으로 평가되었다.

온도상태에 따른 신축관 이음의 수명예측에 관한 연구 (A Study for Lifespan Prediction of Expansion by Temperature Status)

  • 오정수;이봉수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.424-429
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    • 2018
  • 본 연구에서는 플랜트 설비 부품류 중 충격에 취약한 신축관 이음을 대상으로 수충격 발생 시 신축관 이음의 신축량을 유압식 액추에이터의 작동데이터로 적용하여 진동내구 시험을 수행하였다. 진동내구 시험 시 내구수명의 가속 요소로 신축관 내부의 온도상태를 가정하고 온도상태를 $30^{\circ}C$부터 $50^{\circ}C$$65^{\circ}C$로 가속화한 진동내구 시험을 진행하였다. 각 조건별 온도상태별 수명데이터들은 아레니우스 모델식을 따른다고 가정하고 각 수명데이터를 선형화하여 선형식의 상수값과 활성화 에너지 계수를 유도하였다. 또한 유도된 모델식으로부터 $85^{\circ}C$ 경우의 예측 수명과 $85^{\circ}C$ 온도상태에서의 시험 수명결과와 비교를 통해 작은 편차 범위내에서 유도된 모델식의 유효성을 검증하였다. 한편, 시험 중과 시험 후 발견된 신축관의 고장모드에서는 누수 및 벨로우즈 부 내부 슬리부의 이탈과 내부변형 등을 확인할 수 있었다. 향후 본 연구는 진동내구 수명의 가속요인인 온도상태 외 압력상태 등 다양한 수명변수를 적용한 복합수명예측 모델식을 개발하고 검증할 예정이다.

엔진 마운트 고무의 최적 형상 설계와 내구수명 예측 (Optimized shape design and endurance life prediction of engine mount rubber)

  • 김헌영;김중재
    • 오토저널
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    • 제18권6호
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    • pp.23-32
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    • 1996
  • 차량에서 엔진은 가장 큰 질량 집중체(concentrated mass)이다. 만약 엔진이 적절하게 구속되지 않거나 절연되어 있지 않으면, 차체에 진동을 일으키는 원인이 된다. 엔진은 다양한 진동 교란을 받는데 엔진 마운트는 이러한 모든 것들을 고립시키는 역할을 해야 하며, 엔진은 정적인 장착 하중에 대한 지지와 전후, 좌우 및 수직 방향의 운동에 대해 적절한 강성을 가져야 한다. 또한 정숙성을 향상시키기 위해서는 엔진 마운트의 재료인 고무의 강성계수를 낮추는 것이 필요한데 이는 일반적으로 내구성의 저하를 가져온다. 따라서 개발과정에서 강성계수를 낮추는 변경을 하면 부품의 내구성을 보정함에 따르는 재평가 또한 필요하게 된다. 엔진 마운트에 쓰이는 고무부품의 해석은 엔진 마운트 시스템에 대한 진동 해석 및 내구수명의 예측과 병행해야 하며, 진동해석으로부터 얻은 하중 지지 능력 등의 모든 요구 특성을 만족하기 위해서는 고무 재료의 특성에 대한 지식, 엔진 마운트의 장착 위치에 대한 결정 능력과 함께 주어진 조건에 대한 형상의 최적 설계 능력 등이 요구된다. 본 연구에서는 기본적인 형상을 파라미터화하여 엔진 마운트의 형상을 최적화 하는 절차를 제안하였다. 현재 승용차에 널리 사용되고 있는 부시형(bush type) 엔진마운트를 적용 모델로 선택하였으며, 엔진 마운트의 기본적인 형상을 몇개의 파라미터를 사용하여 정의하고 설계 사양으로 주어지는 강성값과 각 파라미터들의 조합으로 구성되는 형상이 갖는 강성값의 차이가 최소가 되도록 파라미터 값들을 최적화하였다. 최적화된 파라미터 값들로 구성되는 형상을 내구 성능, 성형성등을 고려하여 최종 형상으로 결정한다. 내구성능의 예측은 금속부품의 내구수명 예측에 널리 이용되고 있는 방법이 방진 고무부품의 경우에도 적용 가능한지를 검토하고, 방진 고무부품에도 일반적으로 적용될수 있는 내구수명 예측방안의 개발 가능성을 타진해 보았다. 본 연구의 목표는 시제품을 제작하기 이전에 설계된 부품에 대한 스프링 상수 및 내구특성을 체계적으로 규명하여 제품 시험의 횟수를 줄이고, 보다 정밀한 제품을 제작할 수 있도록 하기 위한 것이다.

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힘제한 방법을 이용한 소형 위성의 진동시험 (Force Limited Vibration Tests of Micro-Satellites)

  • 김영기;김홍배;김경운;우성현;김성훈;문상무
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.446-451
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    • 2004
  • Over testing problems of satellites and theirs components have been issued due to their effects on satellite development cost and schedule. Force limited vibration tests were introduced as solution of the problems in 1980s. Over testing phenomena occurs due to the lack of similarity on interface impedance. Force limited vibration tests control interface force to simulate actual interface impedance. In this research, force limited vibration tests are applied on two satellites environmental tests. Force limits are calculated by using TDFS method and Semi-Empirical method. Four force sensors are employed to control interface force. The tests prove that force limited control reduced maximum interface acceleration in order of 3.

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철도차량 장치의 진동 및 충격시험 방법 비교 분석 (Comparison and Analysis of Vibration and Shock Test Methods for Rolling Stock Equipment)

  • 김영국;박찬경;류준형
    • 한국철도학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.246-252
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    • 2013
  • 철도차량은 차량조건, 선로조건 및 운행조건들에 의한 많은 진동원에 의해 매우 복잡한 형태의 진동과 충격이 발생한다. 진동과 충격은 철도차량에 부착되어 있는 부품 및 구성품을 고장시키는 원인이 된다. 이러한 진동 및 충격에 의한 장치의 고장을 줄이기 위해서는 개발단계에서부터 진동과 충격시험을 통해 장치가 진동과 충격에 견디는 지를 확인한 후에 철도차량에 장착하고 있다. 국내에는 서로 상이한 방법을 적용한 여러 가지의 철도차량 진동 및 충격시험 규격이 사용되고 있다. 본 논문에서는 국내에서 대표적으로 사용되는 규격인 IEC 61373과 KS R 9144, KS R 9146에 대해 상대적 비교를 통해 진동과 충격시험의 방법에 대한 차이점을 고찰함으로써 진동시험 관련자들이 정확한 진동 및 충격시험을 할 수 있도록 하고자 한다.

건설중장비 부품의 진동내구해석 (Vibration Durability Analysis for Components of Construction Equipment Industry)

  • 김성환;함정훈;강현석
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.509-513
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    • 2013
  • There are so many types of construction equipment. Excavator is one of typical construction equipment which is working under the tough and severe environments. It's important for engineers to design CE components by the vibration durability point of view. Traditionally, two typical vibration durability methods to verify the durability of components. The first is experimental method which is using the vibration durability test bench. But experimental approach on vibration durability is needed a lot of cost and time. The second is analytical method which is using the vibration durability analysis such as Dirlik, Stainberg, Lalanne and others methodologies. The one of main advantages on vibration durability analysis can reduce the cost and time. We present a vibration durability analysis process and methodology on the guardrail system in excavator.

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