• Title/Summary/Keyword: Carbon Rotor

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탄소/탄소 브레이크 디스크의 과도기 열탄성 해석과 3차원 응력해석 (Transient Thermoelastic Analysis and 3 Dimensional Stress Analysis of Carbon/Carbon Brake Disks)

  • 오세희;유재석;김천곤;홍창선;김광수
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.147-152
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    • 2000
  • This paper presents the thermoelastic analysis and 3-D failure analysis of the carbon/carbon brake disk. The mechanical properties of the carbon/carbon brake disk were measured for both in-plane and out of plane directions. The mechanical properties were used as the input of the thermoelastic analysis and 3-D stress analysis for the brake disk. The gap between rotor clip and clip retainer was an important parameter in the loading transfer mechanism of the rotor. The change of gap was considered separating the mechanical deformation and thermal deformation. Because the rotor clip and clip retainers were not contacted, the clip retainers and rivets were excluded from the rotor analysis model. The disk was modeled by using the cyclic symmetry condition and the contact problem between the rotor disk and rotor clip was considered. From the results of the 3-D stress analysis, the stress concentration at the key hole of the brake disk was confirmed.

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탄소/탄소 브레이크 디스크의 기계적 강도 시험에 관한 연구 (Mechanical Strength Experiment of Carbon/Carbon Composite for Aircraft Brake Disk)

  • 유재석;오세희;김천곤;홍창선;윤병일;김광수
    • Composites Research
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    • 제13권6호
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    • pp.55-62
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    • 2000
  • 실제 구동 시 가장 취약한 부분인 탄소/탄소 브레이크 로터 디스크에 대해 강도실험을 수행하였다. 이 실험을 위해 탄소/탄소 브레이크 디스크 정적 강도 실험을 할 수 있는 시험 치구를 상용 유한요소 프로그램인 NISA를 이용하여 설계 제작하였다. 실제 동역학적인 구동 상태를 정역학적으로 묘사하기 위해 브레이크 디스크의 마찰면을 고정시킨 후 실제의 하중방향과 동일한 방향으로 하중을 로터 슬롯에 가하여 브레이크 디스크의 강도를 측정하였다. 또한 파손시 나타나는 파손 메카니즘은 키와 로터슬롯의 접촉부위에서부터 시작되는 모재 파손에 이은 층간 분리가 나타났고, 하중이 더욱 증가하자 로터슬롯의 노치 부분에서 최종파손으로 이어졌다.

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탄소/탄소 브레이크 디스크의 열탄성 해석과 3차원 응력해석 및 설계 (Thermo-Elastic Analysis, 3-Dimensional Stress Analysis and Design of Carbon/Carbon Brake Disk)

  • 오세희;유재석;김천곤;홍창선;김광수
    • Composites Research
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    • 제15권1호
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    • pp.41-52
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    • 2002
  • 이 논문에서는 탄소/탄소 브레이크 제동중 시스템의 거동을 열탄성 해석을 수행하여 살펴보았고. 파손에 안정적인 디스크의 형상을 찾기 위하여 다양한 형상에 대한 3차원 응력해석을 수행하였다. 탄소/탄소 복합재료의 기계적 물성치가 적층면방향과 두께방향으로 측정되었다. 측정긴 기계적 물성치는 열탄성 해석과 3차원 응력해석을 위한 입력으로 사용 되었다. 로터 클립과 클립 리테이너 사이의 간격은 회전판의 하중전달 미케니즘에 있어서 중요만 인자이다. 간격변화는 기계적 변형과 열 변형으로 분리하여 고려하였다. 클립과 리테이터는 서로 접촉이 발생하지 않았으므로 해석 모델에서 리테이너와 리벳은 제외되었다. 로터 디스크는 반복대칭조건을 사용하여 모델링되었고, 로터 디스크와 로터 클립, 로터 클립과 키 드럼사이의 2중 접촉문제가 고려되었다. 3차인 응력해석의 결과로부터 브레이크 디스크의 키 홀 부분에 응력집중현상이 발생하는 것을 확인하였다. 응력분포는 키 홀 부분에서 접촉면의 회전각과 곡률반경의 변화에 따라 연구 되었다.

전폐형 유도전동기 엔드와인딩 표면의 열전달에 미치는 회전자팬의 영향 (Rotor fan effects on end winding heat transfer in totally enclosed fan cooled induction motor)

  • 윤명근;고상근
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권7호
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    • pp.928-938
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    • 1997
  • The end winding is an important part in induction motor for thermal analysis. But there is little information on the heat transfer coefficient of that surfaces because of geometrical complexity. So our experimental object is to know the heat transfer coefficient of end winding and find the optimum design parameter of rotor fan. Carbon coated papers were used for a uniform heat generating surfaces which were easy to fabricate. The experiments of some parameters were performed as varying rotation speed of rotor fan. We obtained the local and average Nusselt number of the end winding surfaces by correcting radiation and conduction losses errors. The results showed that the average Nusselt number increased with rotor fan blade number and width but decreased with end winding length. However, the increasing limits existed in the case of rotor fan width and blade number. So optimum design value were obtained for rotor fan width and blade numbers.

운전조건을 고려한 고속 영구자석형 동기전동기의 회전자 손실 해석 (Analysis on the Rotor Losses in High-Speed Permanent Magnet Synchronous Motor Considering the Operating Condition)

  • 장석명;최장영;조한욱
    • 전기학회논문지
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    • 제56권1호
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    • pp.48-56
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    • 2007
  • In this paper, the rotor losses in high-speed permanent synchronous motor (PMSM) considering the operating condition are discussed. In order to maintain the mechanical integrity of a high-speed permanent magnet machine rotor intended for high-speed operation, the rotor assembly is often retained within a stainless steel or Carbon-Fiber/Epoxy sleeve. The sleeve is exposed to fields produced by the stator from either the slotting or the mmf harmonics that are not synchronous with rotor losses. On the basis of analytical field analysis, the rotor losses are analyzed. In particular, the no-load, rated with air-cooled, and forced water cooled conditions are considered. The results are validated extensively by comparison with non-linear finite element method (FEM).

Forward and backward whirling of a spinning nanotube nano-rotor assuming gyroscopic effects

  • Ouakad, Hassen M.;Sedighi, Hamid M.;Al-Qahtani, Hussain M.
    • Advances in nano research
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    • 제8권3호
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    • pp.245-254
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    • 2020
  • This work examines the fundamental vibrational characteristics of a spinning CNT-based nano-rotor assuming a nonlocal elasticity Euler-Bernoulli beam theory. The rotary inertia, gyroscopic, and rotor mass unbalance effects are all taken into consideration in the beam model. Assuming a nonlocal theory, two coupled 6th-order partial differential equations governing the vibration of the rotating SWCNT are first derived. In order to acquire the natural frequencies and dynamic response of the nano-rotor system, the nonlinear equations of motion are numerically solved. The nano-rotor system frequency spectrum is shown to exhibit two distinct frequencies: one positive and one negative. The positive frequency is known as to represent the forward whirling mode, whereas the negative characterizes the backward mode. First, the results obtained within the framework of this numerical study are compared with few existing data (i.e., molecular dynamics) and showed an overall acceptable agreement. Then, a thorough and detailed parametric study is carried out to study the effect of several parameters on the nano-rotor frequencies such as: the nanotube radius, the input angular velocity and the small scale parameters. It is shown that the vibration characteristics of a spinning SWCNT are significantly influenced when these parameters are changed.

복합재료 농형 회전자의 열적, 기하학적 특성이 모터 성능에 미치는 효과 (Thermal and Geometrical Effect on the Motor Performance of Composite Squirrel Cage Rotor)

  • 장승환;이대길
    • Composites Research
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    • 제14권3호
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    • pp.77-89
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    • 2001
  • 초고속 일체형 주축의 공진주파수가 일체형 주축 시스템의 모터 회전자의 질량과 주축의 굽힘 강성에 의존하기 때문에 초고속 주축 시스템의 동적 특성을 향상시키기 위해 주축과 회전자를 각각 고분자 기지 섬유강화 복합재료와 자성분말이 함침된 에폭시 수지를 이용하여 설계하였다. 설계된 복합재료 회전자의 자기 특성을 향상시키기 위해 내부에 강철 코어를 삽입하였으며, 강철 코어와 전도체 봉의 기하학적 형상의 변화가 전동기의 성능에 미치는 효과를 파악하기 위해 자기 해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 복합재료 회전자의 최적의 기하학적 조건을 제안하였다. 또한 복합 재료 회전자 재료의 열특성을 파악하기 위해 TMA, DMA및 VSM을 이용한 기계적, 전자기적 물성측정을 수행하여 복합재료 회전자의 최적 설계에 적용하였다.

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Controlling the Hardness and Tribological Behaviour of Non-asbestos Brake Lining Materials for Automobiles

  • Mathur, R.B.;Thiyagarajan, P.;Dhami, T.L.
    • Carbon letters
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    • 제5권1호
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    • pp.6-11
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    • 2004
  • In spite of unparalleled combination of essential material properties for brake linings and clutch facings, replacement for asbestos is seriously called for since it is a health hazard. Once asbestos is replaced with other material then composition and properties of brake pad changes. In certain cases hardness of the material may be high enough to affect the rotor material. In this study, hardness of the brake pad has been controlled using suitable reinforcement materials like glass, carbon and Kevlar pulp. Brake pad formulations were made using CNSL (cashew net shell liquid) modified phenolic resin as a binder, graphite or cashew dust as a friction modifier and barium sulphate, talc and wollastonite as fillers. Influence of each component on the hardness value has been studied and a proper formulation has been arrived at to obtain hardness values around 35 on Scleroscopic scale. Friction and wear properties of the respective brake pad materials have been measured on a dynamometer and their performance was evaluated.

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부분 유입 노즐을 적용한 초임계 이산화탄소 발전용 초고속 터보발전기 개발 연구 (Research on Development of Turbo-generator with Partial Admission Nozzle for Supercritical CO2 Power Generation)

  • 조준현;신형기;강영석;김병휘;이길봉;백영진
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권4호
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    • pp.293-301
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    • 2017
  • 초임계 이산화탄소 발전사이클의 다양한 특성을 분석하기 위하여 Sub-kWe급의 소형 실험장치를 설계, 제작하였으며, 터보발전기를 개발하였다. 초임계 이산화탄소 발전용 터빈에서는 팽창비가 작고, 유량이 작기 때문에 터보발전기의 회전수가 높아지게 되고, 이에 따라 회전 부품의 선정, 터빈 공력설계, 축력 및 회전체 동역학 설계가 어려워지게 된다. 이에 터보발전기의 회전수를 줄이기 위하여 노즐의 여러 채널 중 1개의 노즐만 사용하는 부분유입 방법을 세계 최초로 초임계 이산화탄소 발전용 터보발전기에 적용하였으며, 회전체의 진동을 측정하여 부분유입 노즐을 적용함에도 회전체 안정성은 허용 범위내에 있음을 확인하였다.