• 제목/요약/키워드: 회전 외팔보

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복합재료회전익의 주축계 결정화에 관한 연구 (Study on Determination Principal Direction for Composite Rotor Blades)

  • 유용석;이종범;정경렬
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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    • pp.354-359
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    • 1995
  • 회전익의 소재로 복합재료를 선택하게 됨에 따라 헬리콥터의 유지, 보수 및 성능에서 유리하게 되었지만 허브 형태의 간소화로 인하여 해석상의 어려움은 확대 되었다고 할 수 있을 것이다. 따라서 회전익의 단면특성은 더욱 중요한 의미를 갖게 되었다. 회전익의 단면특성을 결정하기 위해서 우선적으로 각 방향운동의 연성항을 소거하는 것이 계산상 유리하고 따라서 관성주축방향을 결정하는 것이 중요하다. 그러나 회전익의 익형이 대칭형이 아니고 복합한 재료로 구성되어 있을 뿐 아니라 효율의 극대화를 위하여 축방향을 따라 비틀림을 부여하고 있기 때문에 관성주축의 방향을 결정하는데 많은 어려움이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 실제 회전익을 그 연구 대상으로 회전익 단면의 등가강성행렬을 추출하고 외팔보의 공학이론과 회전행렬을 이용하는 방법으로 관성주축방향을 결정하는 방법을 제시하였다. 해석방법의 타당성을 확보하기 위하여 엄밀해를 알고 있는 간단해 단면을 갖는 외팔보를 이용하여 검증하였다. 이러한 방법은 관성주축방향을 결정하는 새로운 프로그램의 개발이라는 부담을 최소화 하였을 뿐 아니라, 해석방법 자체가 가지는 간편성으로 인하여 많은 시간과 노력을 줄일수 있을 것으로 기대된다.

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회전하는 두꺼운 외팔보의 모델링 및 진동특성 해석 (Modeling and Vibration Analysis of Rotating Thick Beams)

  • 신상하;유홍희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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    • pp.179-184
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    • 1995
  • 본 논문은 단면관성 효과와 전단효과를 고려한 회전하는 두껍고 짧은 외팔보의 진동해석모델링을 제시하였으며 수치해석을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 세장비가 큰 경우(.alpha.는 70 이상) Timoshenko 해석모델과 Euler 해석모델에 의한 고유진동수 예측은 거의 차이가 없다. 그러나 세장비가 작은 경우 Euler 해석모델은 Timoshenko 해석모델에 비해 큰 무차원 고유진동수 값을 예측하며 특히 고차모드에서 두 모델은 큰 해석결과의 차이를 보여주었다. 따라서 보의 세장비가 작은 경우, 보가 회전할 때도 일반적 해석경우와 마찬가지로 Timoshenko 해석모델을 사용해야 된다는 자연스러운 결론을 얻을 수 있었다.

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전단 및 단면 회전관성효과를 고려한 회전 외팔보의 면외 굽힘진동해석 (Flapwise bending vibration analysis of rotating cantilever beams considering shear and rotary inertial effects)

  • 신상하;유홍희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권10호
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    • pp.1580-1588
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    • 1997
  • A modeling method for the flapwise bending vibration of a rotating cantilever beam which has small slenderness ratio is presented in this paper. It is shown that as the slenderness ratio decreases the shear and rotary inertia effects increase. Such effects become critical for the accurate estimation of the natural frequencies and modeshapes, especially higher frequencies and modes, as the angular speed increases. It is also shown that the flapwise bending natural frequencies are higher than the chordwise bending natural frequencies. The discrepancy between first natural frequencies are especially significant when the hub radius ratio is small.

회전 외팔보의 굽힘 진동해석 (Bending Vibration of Rotating Cantilever Beams)

  • 유홍희
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.891-898
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    • 1992
  • 본 연구에서는 기존의 방식들의 단점들을 극복할 수 있고 회전하는 외팔보의 굽힘 진동 특성을 효과적으로 정확하게 예측할 수 있는 일관성 있고 간명한 방법을 제 시하는 것을 목적으로 한다. 참고문헌(9-11)에서는 회전하는 외팔보의 선형 운동방정 식을 복합 변형변수를 이용하여 구하고 있는데 이러한 동적모데링은 참고문헌(4-8)에 서와 같은 불필요한 원심력의 내재적 대입과정을 통한 2단계 운동 방정식 유도를 피할 수 있어 과정의 일관성과 간명성을 제공할 수 있음을 보였다. 본 연구에서는 이들 연구 결과에 근거하여 진동해석을 위한 방법을 제공하고 결과를 도출 분석 비교하는 것을 그 내용으로 한다.

비선형 진동 외팔보의 1:1 내부공진 경우 정상 상태 응답 해석 (Steady State Amplitude Analysis for a Nonlinear Oscillating Cantilever Beam in Case of 1:1 Internal Resonance)

  • 이수일;장서일;이장무
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1996년도 춘계학술대회논문집; 부산수산대학교, 10 May 1996
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    • pp.376-383
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    • 1996
  • 보(beam)는 기계 구조 및 항공 우주 구조물의 기본적인 요소로서, 특히 큰 동적 거동을 하는 경우는 비선형성이 두드러지게 나타나는 것으로 알려져 있고[4], 헬리콥터의 회전날개(rotor blade)나 두께가 얇은 고속회전 축등의 경우에는 비틀림(torsion)과 굽힘(bending) 운동이 비선형 연성되어 나타나게 된다. 이러한 비선형 연성 효과를 갖는 경우에는 운동의 양상이 복잡하게 전개된다. 따라서 본 연구에서는 비선형 연성운동이 생기는 이러한 단순 외팔보에 대해 비선형 진동 특성을 파악하고 각 비틀림(internal resonance)현상[5]에 따른 정상상태 진폭 응답의 해석을 그 목적으로 한다.

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경사기능재료를 사용한 회전하는 외팔보의 진동해석 (Free Vibration Analysis of a Rotating Cantilever Beam Made-up of Functionally Graded Materials)

  • 이기복;유홍희
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권8호
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    • pp.742-751
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    • 2013
  • The vibration analysis of a rotating cantilever beam made-up of functionally graded materials is presented based on Timoshenko beam theory. The material properties of the beams are assumed to be varied through the thickness direction following a simple power-law form. The frequency equations, which are coupled through gyroscopic coupling terms, are calculated using hybrid deformation variable modeling along with the Rayleigh-Ritz assumed mode methods. In this study, resulting system of ordinary differential equations shows the effects of power-law exponent, angular speed, length to height ratio and Young's modulus ratio. It is believed that the results will be a reference with which other researchers and commercial FE analysis program, ANSYS can compare their results.

집중질량을 갖는 회전중심방향 자유단 외팔보의 진동해석 (Vibration Analysis of Rotating Inward Cantilever Beams With a Tip-Mass)

  • 이건호;유홍희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.389-391
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    • 2014
  • The Vibration Analysis of Rotating Inward Beams Considering The Tip-Mass is presented based on Euler-Bernoulli beam theory. The frequency equations, which are coupled through gyroscopic coupling terms, are calculated using hybrid deformation variable modeling along with the Rayleigh-Ritz assumed mode methods. In this study, resulting system of ordinary differential equations shows the effects of angular speed, and Young's modulus ratio. It is believed that the results will be a reference with which other researchers and commercial FE analysis program, ANSYS can compare their results.

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회전 외팔보에 대한 유연 다물체 동역학 시뮬레이션의 실험적 검증 (Experimental Verification of Flexible Multibody Dynamic Simulations for A Rotating Beam)

  • 김성수;강연준;이규일
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권2호
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    • pp.267-274
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    • 2002
  • Using a flexible rotating beam test bed, experimental verification of a flexible multibody dynamic simulations for a rotating beam model has been carried out. The test bed consists of a flexible arm, harmonic driver reducer, AC servo motor and DSP board with PC. The mechanical ports of the test bed has been designed using 3D CAD program. For the simulation model, mass and moment of inertia of each part of the flexible rotating beam test bed are also obtained from 3D CAD model. In the flexible multibody dynamic simulations, the substructuring model has been established to capture nonlinear effects of the flexible rotating beam. Through the experimental verification, substructuring model provides better results than those from the linear model in the high speed rotation.

회전 외팔보의 과도상태 진동시 발생하는 응력분포 연구 (Study on the Stress Distribution of a Rotating Cantilever Beam in Transient Vibration)

  • 최창민;유홍희;양현익
    • 소음진동
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    • 제10권2호
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    • pp.306-311
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    • 2000
  • The stress distribution of a rotating cantilever beam in transient vibration is investigated in this paper. The equations of motion of the rotating bean are derived and numerical results are obtained. The tensile and bending stresses which occur when the beam rotates with the tuned angular speed or passes through the tuned angular speed are obtained. Since those stresses are usually significant during the rotational motion, it is important to estimate them accurately in the design of the rotating structure.

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크랙을 가진 회전 외팔보의 동특성해석 (Dynamic Behavior of Rotating Cantilever Beam with Crack)

  • 손인수;윤한익
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.707-710
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    • 2005
  • In this paper, we studied about the dynamic behavior of a cracked rotating cantilever beam. The influences of a rotating angular velocity, the crack depth and the crack position on the dynamic behavior of a cracked cantilever beam have been studied by the numerical method. The cracked cantilever beam is modeled by the Euler-Bernoulli beam theory. The crack is assumed to be in the first mode of fracture and to be always opened during the vibrations. The lateral tip displacement and the axial tip deflection of a rotating cantilever beam is more sensitive to the rotating angular velocity than the depth and position of crack. Totally, as the crack depth is increased, the natural frequency of a rotating cantilever beam is decreased in the first and second mode of vibration.

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