• 제목/요약/키워드: 질량-스프링

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승용차 엔진의 진동절록체계에 관한 연구 (A Study on the Vibration Isolation of Engine for the Passenger Vehiclc)

  • 정백기;김수현;곽윤근;이장무
    • 대한기계학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.335-342
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    • 1984
  • 본 연구에서는 무부하상태의 기관회전에 따른 차체진동특성을 해석하기 위한 모델로서 차체질량계를-선형적 특성을 갖는 스프링 및 함쇠기(shock absorber)로 연결 된-기관계와 현가질량계로 분리하고 국내상샌의 승용차를 대상으로 하여 10자유속계의 동력학적 모델을 구성한다.

감도해석법을 이용한 엔진 마운트계의 동특성 규명 및 개선 (Identification and Modification of Dynamic Characteristics of Engine Mount System using Sensitivity Analysis)

  • 오재응;최상렬;조준호;이정환;박호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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    • pp.25-30
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    • 1992
  • 최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

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피아노현의 진동에 관한 연구 (A Study on Piano String Vibration)

  • 강태환;윤영국;이상조
    • 한국음향학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.13-22
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    • 1989
  • 본 연구에서는 음역의 변화를 위해 현재 사용중인 방법 대신 피아노 현에 집중질량을 달아, 피아노 현의 진동특성 및 음색에 관해 분석하였다. 이론적 해석은, 현의 질량을 등분화 하여 다자유도계의 스프링-질량 시스템으로 변환시켜 Holzer 방법으로 해석한 불연속계와, 모우드 합 방법과 라플라스 변환방법을 이용한 연속계로 해석하였으며 실험적 해석은 업라이트 피아노의 현에 집중질량을 부착시켜 수행하였다.

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토크컨버터 장착 이중댐퍼 체결클러치의 진동특성해석 및 위상최적화 (Vibration Characteristics and Topology Optimization of a Double Damper Lock-Up Clutch in a Torque Converter System)

  • 김광중;김철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권8호
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    • pp.1129-1136
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    • 2010
  • 체결클러치에 부착된 댐퍼스프링은 유체커플링에서 직결로 변환될 때 발생하는 엔진 토크의 진동을 흡수하는 역할을 한다. 본 연구에서는 체결클러치의 성능을 좌우하는 압축스프링 및 지지 판 구조물의 최적설계를 통해서 새로운 설계형상을 제안하였다. 체결클러치와 연결된 엔진, 변속기, 구동축 및 휠, 차체질량 등 주요 부품들을 다 포함하는 다물체 동역학모델을 구성하여 공진 회피에 필요한 스프링상수를 계산하였다. 또한 어닐링 모사법에 의한 스프링 최적설계코드를 개발한 후 스프링상수, 최대충격토크, 수축각도, 스프링개수, 피로강도 등을 입력하여 압축 스프링의 사양을 최적화하였다. 이들 스프링을 지지하는 3 가지의 판에 대해서 컴플라이언스를 최소화하고 체적비를 0.3 이하로 하는 위상최적화를 수행하여 새로운 형상을 제안하였다.

샘플-홀드 방식과 햅틱 장치 물성치에 따른 햅틱 시스템의 안정성 분석 (Stability of Haptic System with consideration for Sample-and-Hold Methods and Properties of Haptic Device)

  • 이경노
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권11호
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    • pp.5338-5343
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    • 2013
  • 햅틱 시스템에서 가상 벽의 스프링상수 (Kw)가 크면 클수록 사용자는 실제 벽처럼 느끼지만 햅틱 시스템은 그만큼 불안정해진다. 그래서 시스템의 안정성을 유지하면서 가상 벽에 대한 사용자 몰입감을 향상시키기 위해서 일차 홀드 방식을 이용한 방법을 제시하고자 한다. 특히 가상 벽 (virtual wall)로 구성된 가상 환경과 상호 작용할 때 일차홀드 (FOH) 방식을 이용하는 경우 햅틱 장치의 물성치인 질량 (Md)과 댐핑 상수 (Bd)가 시스템의 안정성에 미치는 영향을 분석한다. 시뮬레이션을 통해 시스템의 안정성을 유지하는 가상 벽의 스프링 상수 (Kw)가 햅틱 장치의 질량 (Md)과 댐핑 상수 (Bd)의 제곱근에 비례한다는 것을 보이고, 이를 통해 기존의 영차홀드 (ZOH) 방식보다 큰 가상 스프링의 구현이 가능함을 보인다. 따라서 사용자의 몰입감 높은 햅틱 시스템 구현이 가능함을 보인다. 그리고 시뮬레이션 결과분석을 통해 시스템 안정성을 보장하는 가상 스프링 상수 (Kw)의 범위를 샘플링 주기 (T), 햅틱 장치의 질량 (Md), 댐핑 상수 (Bd)의 관계로 유도한 결과가 $K_w{\leq}{1.611M_d}^{0.50}{B_d}^{0.50}T^{-1.51}$ 임을 보인다. 이 때 시뮬레이션 결과와의 상대 오차가 평균 0.53%로 매우 작다.

댐의 시간영역 지진응답 해석을 위한 호소의 집중변수모델 (Lumped Parameter Model of Transmitting Boundary for the Time Domain Analysis of Dam-Reservoir System)

  • 김재관;이진호;조정래
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.27-38
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    • 2001
  • 반무한 호소의 동적 모델링을 위한 역학적 집중변수모델을 제안하였다. 깊이가 일정한 2차원 반무한 호소의 전달경계의 정해를 구하였다. 정해의 거동특성을 주파수 영역과 시간 영역에서 조사하였다. 고유진동수와 합성곱 적분의 핵함수인 베셀 함수의 모양 등과 같은 해의 주요 특성이 변하지 않도록 질량, 감쇠기, 스프링 계수를 구한다. 최종 집중 변수 모델은 각각의 고유값에 대해 2개의 질량, 1개의 스프링, 2개의 감쇠기로 구성된다. 적용 예제를 통하여 새로운 집중변수모델이 댐-호소계의 시간 영역 해석에 효율적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

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초기 변위를 가지고 연속 이동하는 스프링-질량계가 등분포종동력을 받는 단순지지보의 동특성에 미치는 영향 (Influence of Two Successively-moving Spring-mass Systems with Initial Displacement on Dynamic Behavior of a Simply-supported Beam Subjected to Uniformly Distributed Follower Forces)

  • 윤한익;강혁준;유진석
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.202-209
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    • 2003
  • A simply supported beam subjected to a uniformly distributed tangential follower force and the two successively moving spring-mass systems upon it constitute this vibration system. The influences of the velocities of the moving spring-mass system, the distance between two successively moving spring-mass systems and the uniformly distributed tangential follower force have been studied on the dynamic behavior of a simply supported beam by numerical method. The uniformly distributed tangential follower force is considered within its critical value of a simply supported beam without two successively moving spring-mass systems, and three kinds of constant velocities and constant initial displacement of two successively moving spring-mass systems are also chosen. Their coupling effects on the transverse vibration of the simply supported beam are inspected too. In this study the simply supported beam is deflected with small vibration proportional to natural frequency of the moving spring-mass systems. According to the increasing of initial displacement of the moving spring-mass systems the amplitude of the small vibration of the simply supported beam is increased due to the spring force. The velocity of the moving spring-mass system more affect on the transverse deflection of simply supported beam than other factors of the system and the effect is dominant at high velocity of the moving spring-mass systems.

파력발전용 병진 질량-스프링식 파력 변환장치의 동적설계 (Dynamic Design of a Mass-Spring Type Translational Wave Energy Converter)

  • 최영휴;이창조;홍대선
    • 한국생산제조학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.182-189
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    • 2012
  • This study suggests a dynamic design process for deciding properly design parameters of a mass-spring type Wave Energy Converter (WEC) to achieve sufficient energy conversion from wave to power generator. The WEC mechanism, in this research, consists of a rigid sprung body, a platform, suspension springs and dampers. The rigid sprung body is supported on the platform via springs and dampers and vibrates translationally in the heave direction under wave excitation. At last the resulting heave motion of the sprung body is transmitted to rotating motion of the electric generator by rack and pinion, and transmission gears. For the purpose of vibration analysis, the WEC mechanism has been simply modelled as a mass-spring-damper system under harmonic base excitation. Its maximum displacement transmissibility and steady state response can be determined by using elementary vibration theory if the harmonic ocean wave data were provided. With the vibration analysis results, the suggested dynamic design process of WEC can determine all the design parameters of the WEC mechanism, such as sprung body mass, suspension spring constant, and damping coefficient that can give sufficient relative displacement transmissibility and the associated inertia moment to drive the electric generator and transmission gears.