Internal and external heat sources will cause to deform to machine elements in the contact joint of structure,which results in the change of contact pressure distribution different from initial assembly. Heat induced variations of contact pressure will change the static and dynamic properties such as contact stiffness,damping as well as contact heat conduction in the structure. In order to design and control the intelligent machine tool operating in variant conditions more sophisticatedly, the good prediction for the changes of prescribed propeties are strongly required especially in the contact elements adjacent to the rotational or linear bearing This paper presents some computational and experimental results in regard to static and dynamic characteristics of the press-fitted bush and shaft assembly which is a model of the bearing innerrace and shaft assembly. In the condition of heat generation on the outer surface of the bush,the effects of changes in the negative clearance and the heat flux on pressure distribution and dynamic properties are investigated. Results of this study show that the edge effect of the bush and the initial clearance have effects on the transient dynamic characteristics significantiy.
2-stroke marine diesel engine has generally one exhaust valve and three fuel injection nozzle which are key component for engine's performance and combustion. Fuel injection and exhaust valve driving system are driven by rotating of camshaft. Rotation of crank shaft drives the cam shaft through gear train that is composed of $3{\sim}4$ gear wheels. Gear column supporting the gear wheel has to bear against the dynamics forces by engine running as well as gearing forces. In this paper, structural analysis for engine structure and fatigue strength assessment of welded joint is shown. Repeatedly full cyclic simulation during one cycle is performed to investigate the structural behavior of engine. Fatigue analysis is carried out based on IIW using submodeling technique to obtain more detailed stress distribution.
Every mechanical part for mass production has dimensions with tolerances in engineering drawing. Tolerance is given to guarantee assemble parts together satisfying functional requirements and dimensional constraints. Tolerance is essential factor for standardization of parts or assembly and has huge influence on manufacturing cost. It will be desirable to have tolerances as broad as possible for minimizing manufacturing cost. This paper describes tolerance analysis of u-joint assembly that is a part of automobile steering system. Within the range of tolerances of parts, accumulated effect is estimated by arithmetic calculation, probability theory and Monte carlo simulation. Each result is compared to investigate the method for increasing productivity.
Friction welding was used to weld the turbine wheel and shaft and have a good welding quality. Friction welding was conducted an the two dissimilar material, Nimonic 80A and SNCrW. The control of friction welding process parameter such as flywheel energy, interface temperature, amount of upset have an effect on the mechanical properties of the welded joint. FE simulation can be a useful tool to optimize the weld geometry and process parameters. Flash shape and thickness weld is consistent with the simulated results. Process analysis was performed by the commercial code DEFORM 2D. Mechanical property of weld joints was evaluated by microstructure, chemical component, tensile, impact, hardness test so on.
The lubricant impregnated MC nylon has good frictional properties, but its mechanical strength is inferior to steel for the mechanical elements. For the tribological application Nylon as gears, sliding bearings, cam and etc, the steel shafts are fitted in pre-heated nylon cylinder by a process of interference expansion fit and bonded by induction heating method. The joint shear strength of the two materials was measured by a universal test machine. From the study, the adhesive shear strength between these two materials was affected by the factors of the interference between nylon and steel, the size of nylon cylinder, knurl of steel shaft and inducting heating conditions. The most effective jointing conditions were analyzed and decided for the practical application in the industry.
In general, crankshafts which are used in internal combustion reciprocating engines are subjects to high torsional vibration. Therefore, a damper is often used to minimize the torsional vibration in reciprocating engines. In this paper, in order to investigate damping performance of viscous damper, the real effective viscosity and complex damping coefficient of silicone oil, and the effective inertia moment of inertia ring are calculated considering the relative motion between damper casing and inertia ring. Based on these results multi-cylinder shaft is modeled into equivalent 2-degree of freedom system and optimum condition is estimated by calculating the amplification factor of viscous damper. Also the test damper was manufactured according to the result of theoretical investigation, the performance and durability was ascertained through experimental examination.
본 연구에서는 부유식 해상 풍력 발전기의 로터 축과 타워 상단에 작용하는 동적 하중을 계산하였다. 부유식 해상 풍력 발전기는 부유식 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브, 그리고 3개의 블레이드로 구성되어 있는 다물체계 시스템이다. 본 연구에서는 이들 모두를 각각 6 자유도를 갖는 강체로 가정하였다. 부유식 해상 풍력 발전기의 타워는 플랫폼에 고정되어 있고, 3개의 블레이드는 허브에 고정되어 있다. 낫셀은 타워의 상부에 회전 관절로 연결되어 있으며, 블레이드와 허브로 구성된 로터는 낫셀과 회전 관절로 연결되어 있다. 본 연구에서 부유식 풍력 발전기의 운동 방정식은 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동방정식 구성 방법 중 하나인 recursive formulation을 이용하여 구성하였다. 외력으로는 부유식 플랫폼에 작용하는 비선형 유체 정역학 힘과 선형 유체 동역학적 힘 그리고 계류력을 고려하였고, 블레이드에 작용하는 풍력을 고려하였다. 이와 같이 구성한 운동 방정식을 해를 구하여 풍력 발전기를 구성하고 있는 각 요소들의 각 연결 부위에 작용하고 있는 구속력을 계산하였다. 그 결과, 동적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중은 정적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중보다 큰 것을 알 수 있으며, 따라서 부유식 풍력 발전기의 구조해석의 입력 값으로서 정적 하중보다 동적 하중을 고려하는 것이 더 엄격한 해석 기준이라고 할 수 있다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제28권2호
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pp.382-392
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2004
The usage of constant velocity (CV) joint is effective for motorboats on gliding regime of the motion. During transition on the gliding when angle of the CV differs from null on driving and driven composite shafts there are moments of the second order. Excitation of oscillations of the second order moments occurs when driving shafts transmits a variable torque. which generates through CV joint a lateral moment acting on the bearing. As a result of oscillations from a resonating harmonic of a shafting the harmonic with the greater or periodically varying amplitude for power condition trough transferring to nominal power 144kW. Beating conditions coincide with third mode having frequency 45.486 Hz. In that case there is high increasing of the equivalent stresses. The forming of the stiffness of the composite material is concerned to use most orientation of the layer angle in the range of $\pm$60 degrees relatively of shaft axis. Application of that angles for layer orientation gives possibility to avoid high disturbance of the shafting for motorboat transition regime.
류마티스성 관절염 등의 관절 질환이나 내반 변형 등을 동반한 환자에게 정형외과적으로 인공슬관절 치환술을 시행하는데 수술용 금속정을 삽입할 때 대퇴체부의 휨 정도로 인해 대퇴피질부에 손상을 주거나 2차 골절 등의 부작용을 유발하기도 한다. 이때 대퇴체부의 중심 좌표값을 알면 금속정이 해부학적 모양의 중심으로 삽입될 수 있어 이러한 부작용을 예방할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 인공슬관절 치환술이 필요한 10명의 환자와 대퇴골 질환이 없는 정상군 10명의 대퇴부 단층촬영영상을 이용하여 3차원 좌표값을 찾은 후 Matlab을 이용하여 중심좌표값을 찾아 해부학적 모양을 반영한 그래프를 얻었고, 구간별 3차원 곡률반경 값을 구하였다. 그 결과 실험군의 대퇴골 평균 곡률반경과 표준편차는 $758.15{\pm}206.3mm$로 측정되었고, 정상군은 $1672.97{\pm}395.6mm$로 측정되었다. 측정된 결과는 통계적 유의성 확보를 위해 f-검정을 실행하여 두 집단간 평균의 차이를 검증하였다. 이 결과로 미루어 실험군의 대퇴체부 휨 정도가 더 심함을 확일할 수 있었으며 이러한 영상 분석방법을 이용하여 해부학적 중심점을 찾는다면 인공슬관절 치환술 같은 정형외과적 수술에 도움이 될 것이라 사료된다.
항공기 등에 사용되는 Flexible PTO(Power Take-Off) 샤프트는 스프링 특성을 좋게 하기 위해 여러장의 얇은 멤브레인을 용접한 형태로 1950년대에 이미 개발됐으며, AMAD(Aircraft Mounted Accessory Drive) 기어박스와 EMAD(Engine Mounted Accessary Drive) 기어박스 사이에서 회전동력을 전달한다. 이런 종류의 샤프트는 가볍고 특히 스프링 특성이 좋기 때문에 축 정렬이 틀어진 고속회전 상태에서도 안정적으로 회전동력을 전달할 수 있어 대부분의 전투기에 사용된다. 이번 연구에서 티타늄 합금으로 개발된 Flexible PTO 샤프트의 구조해석을 통해 제품의 안전성을 확인하였고, 실제 실험실에서 진행된 고속회전 시험에서 굽힘과 비틀림 부하를 동시에 인가하여 샤프트의 고주기 피로에 대한 내성을 실증하였다. 또한, 고주기 피로 시험 조건에서 항공기용 볼 조인트의 마모 특성 분석을 통해 수명을 예측하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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