• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.251-258
• /
• 2005

The free vibration of a spinning flexible disk-spindle system supported by hydro dynamic bearings (HDB) in an HDD is analyzed by FEM. The spinning flexible disk is described using Kirchhoff plate theory and von Karman non-linear strain, and its rigid body motion is also considered. It is discretized by annular sector element. The rotating spindle which includes the clamp, hub, permanent magnet and yoke, is modeled by Timoshenko beam including the gyroscopic effect. The flexible supporting structure with a complex shape which includes stator core, housing, base plate, sleeve and thrust pad is modeled by using a 4-node tetrahedron element with rotational degrees of freedom to satisfy the geometric compatibility. The dynamic coefficients of HDB are calculated from the HDB analysis program, which solves the perturbed Reynolds equation using FEM. Introducing the virtual nodes and the rigid link constraints defined in the center of HDB, beam elements of the shaft are connected to the solid elements of the sleeve and thrust pad through the spring and damper element. The global matrix equation obtained by assembling the finite element equations of each substructure is transformed to the state-space matrix-vector equation, and the associated eigen value problem is solved by using the restarted Arnoldi iteration method. The validity of this research is verified by comparing the numerical results of the natural frequencies with the experimental ones. Also the effect of supporting structures to the natural modes of the total HDD system is rigorously analyzed.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.572-578
• /
• 2003

The free vibration of a spinning flexible disk-spindle system supported by hydro dynamic bearings in a HDD is analyzed by FEM. The spinning flexible disk is described using Kirchhoff plate theory and von Karman non-linear strain, and its rigid body motion is also considered. It is discretized by annular sector element. The rotating spindle which includes the clamp, hub, permanent magnet and yoke, is modeled by Timoshenko beam including the gyroscopic effect. The flexible supporting structure with a complex shape which includes stator core, housing, base plate, sleeve and thrust pad is modeled by using a 4-node tetrahedron element with rotational degrees of freedom to satisfy the geometric compatibility. The dynamic coefficients of HDB are calculated from the HDB analysis program, which solves the perturbed Raynolds equation using FEM. Introducing the virtual nodes and the rigid link constraints defined in the center of HDB, beam elements of the shaft are connected to the solid elements of the sleeve and thrust pad through the spring and damper element. The global matrix equation obtained by assembling the finite element equations of each substructure is transformed to the state-space matrix-vector equation, and the associated eigenvalue problem is solved by using the restarted Arnoldi iteration method. The validity of this research is verified by comparing the numerical results of the natural frequencies with the experimental ones. Also the effect of supporting structures to the natural modes of the total HDD system is rigorously analyzed.

• 수산해양기술연구
• /
• 제23권2호
• /
• pp.8-8
• /
• 1987

1986년 8월 1일부터 8월 30일까지 완도, 목포, 흑산도 항로와 흑산도에서 제주항 항로상에서 해상이 잔잔한 날을 택하여 실습선 부산403호의 순항시와 표박시의 주기관과 각 갑판의 선수미선상에서의 주요장소에서의 진동과 소음준위를 측정하고 진동분석을 통하여 진동변위, 속도, 가속도를 비교·고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 진동과 소음압준위. 1) 주갑판상에서 진동과 소음준위가 가장 높은 곳은 주기관의 수직상면이고 가장 낮은 곳은 소음은 선교수직하, 진동은 선수부창고의 수직하면에서이다. 2) 주기관 cylinder head, 기관실 좌측, 축계관상부에서 순항시의 진동준위는 80, 67, 65dB이고, 소음준위는 각각 104, 87, 86dB이다. 3) 선교를 통과하는 수직선상의 진동준위는 최저갑판에서 60dB로 가장 높고, 선교갑판에서 55dB로 가장 낮으며, 소음준위는 compass deck에서 75dB로 가장 높고, 최저갑판에서 53dB로 가장 낮다. 4) 노천갑판에서 진동과 소음준위는 모두 보우트갑판에서 각각 65, 84dB로 가장 높고, 진동준위는 교실 위에서 51dB, 소음준위는 선수누갑판에서 57dB로 가장 낮다. 5)최저갑판의 진동과 소음준위는 모두 기관실에서 가장 높아 각각 65dB, 85dB이고, 선수부창고에서 가장 낮아 각각 54dB, 52dB이다. 진동준위와 소음준위를 비교하면 기관실을 중심으로 하여 선수쪽에서 진동준위가 높고, 선미쪽에서는 소음준위가 높다. 2. 진동분석 1) 진동변위는 주기관 cylinder head에서 100μm로 가장 크고, compass deck에서는 3μm로 가장 작다. 또 진동속도는 주기관 cylinder head에서 11mm/sec로 가장 빠르고, compass deck에서 0.07mm/sec로 가장 느리며, 이들은 모두 100Hz 이상에서는 급격한 감쇄를 보였다. 2) 진동가속도는 주기관 cylinder head에서 중심주파수 1KHz, 1.1mm/sec 상(2) 로 가장 빠르고 compass deck에서 30Hz, 0.05mm/sec 상(2) 로 가장 느리다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제23권2호
• /
• pp.54-60
• /
• 1987

1986년 8월 1일부터 8월 30일까지 완도, 목포, 흑산도 항로와 흑산도에서 제주항 항로상에서 해상이 잔잔한 날을 택하여 실습선 부산403호의 순항시와 표박시의 주기관과 각 갑판의 선수미선상에서의 주요장소에서의 진동과 소음준위를 측정하고 진동분석을 통하여 진동변위, 속도, 가속도를 비교.고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 진동과 소음압준위. 1) 주갑판상에서 진동과 소음준위가 가장 높은 곳은 주기관의 수직상면이고 가장 낮은 곳은 소음은 선교수직하, 진동은 선수부창고의 수직하면에서이다. 2) 주기관 cylinder head, 기관실 좌측, 축계관상부에서 순항시의 진동준위는 80, 67, 65dB이고, 소음준위는 각각 104, 87, 86dB이다. 3) 선교를 통과하는 수직선상의 진동준위는 최저갑판에서 60dB로 가장 높고, 선교갑판에서 55dB로 가장 낮으며, 소음준위는 compass deck에서 75dB로 가장 높고, 최저갑판에서 53dB로 가장 낮다. 4) 노천갑판에서 진동과 소음준위는 모두 보우트갑판에서 각각 65, 84dB로 가장 높고, 진동준위는 교실 위에서 51dB, 소음준위는 선수누갑판에서 57dB로 가장 낮다. 5)최저갑판의 진동과 소음준위는 모두 기관실에서 가장 높아 각각 65dB, 85dB이고, 선수부창고에서 가장 낮아 각각 54dB, 52dB이다. 진동준위와 소음준위를 비교하면 기관실을 중심으로 하여 선수쪽에서 진동준위가 높고, 선미쪽에서는 소음준위가 높다. 2. 진동분석 1) 진동변위는 주기관 cylinder head에서 100$\mu$m로 가장 크고, compass deck에서는 3$\mu$m로 가장 작다. 또 진동속도는 주기관 cylinder head에서 11mm/sec로 가장 빠르고, compass deck에서 0.07mm/sec로 가장 느리며, 이들은 모두 100Hz 이상에서는 급격한 감쇄를 보였다. 2) 진동가속도는 주기관 cylinder head에서 중심주파수 1KHz, 1.1mm/sec 상(2) 로 가장 빠르고 compass deck에서 30Hz, 0.05mm/sec 상(2) 로 가장 느리다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제27권6호
• /
• pp.537-546
• /
• 2002

In this study an automatic soil hardness measuring system mountable on agricultural tractors was developed to improve the accuracy of manual soil hardness testers by a constant penetrating rate, right direction of the cone-penetrometer and the isolation of vibration from the operator. This was necessary to supply similar experimental condition for performance test of new model and comparative experiment. The results of the study are summaried as follows; 1. The system consisted of a sensing part of soil hardness, a driving part of the measuring system and an attaching part between the tractor and the measuring system. 2. The allowable limit value of the system developed was set to 392N to protect from breaking the serve motor and the coupling used in this system. 3. The driving shaft penetrated into soil by 0.3m to measure soil hardness. The soil hardness was measured at the depth of 0.3m from the soil surface but the penetrating work was stopped and the driving shaft was pulled out to protect the system when the value of the soil hardness was too big on foreign substances like stones or straws. 4. Two values measured by automatic measuring system developed in this research and manual penetrometer were compared by statistics hypothesis testing method. When two people measured the soil hardness at the depth of 0.1 and 0.15m by manual cone penetrometer, there was no relationship between two values by two people but the values at the same depths by automatic measuring system developed showed similarity. The automatic system, therefore, developed in this research was proper for measuring soil hardness.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.78-83
• /
• 2014

최근 신재생 에너지원으로서의 선두주자인 풍력발전은 다수의 풍력발전 회사들로 하여금 모니터링 및 고장진단 시스템의 개발을 가속화시키고 있다. 이러한 모니터링 및 진단시스템은 조기의 고장검출을 통해 고장이 발생되었을 경우 발생되는 고가의 수리비용을 미연에 방지할 수 있게 한다. 일반적으로 풍력발전과 관련된 고장진단 시스템은 진동신호 및 신호분석기법에 기반하고 있다. 이에 본 연구에서는 풍력발전 시스템에서 자주 발생되고 있는 질량 불평형 및 축 정렬 불량 등과 같은 기계적인 고장을 효율적으로 진단할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. 본 연구에서 제안된 지능화된 고장진단 알고리즘은 인공신경망기법과 웨이블렛 변환을 이용한 것으로 (주)가온솔루션에서 개발한 풍력발전용 기계적 고장발생 장치에 적용 실험을 통해 제안된 진단기법의 유용성을 확인하고자 하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.192-201
• /
• 2016

풍력발전설비는 접근성의 문제로 주기적인 구조건전성 검사를 수행하기 어렵고, 기상상태를 포함한 주위 환경변화 때문에 예기치 못한 고장발생 가능성이 높아 이에 대한 보완책으로 상태감시시스템(Condition Monitoring System, CMS)을 운영하고 있다. 본 연구에서는 CMS의 이상감시 성능 향상을 위하여 풍력발전기 주요 기계시스템에서 장기간 측정된 진동신호 분포를 통계적으로 분석하고, 운전 조건에 따른 진동 변화 경향을 파악한다. 이를 위하여, 풍력발전기 동력전달 및 전력생성부의 진동, 풍속, 주축회전수 등을 약 2년동안 측정한 데이터를 기반으로 운전 환경 및 조건에 따른 각 신호의 경향분석을 수행하고, 기계시스템 구조에 따른 신호별 상호연관성을 분석하였다. 결과적으로 풍력발전기 기계시스템별 진동은 주축회전수, 발전여부에 영향을 받고, 특정 주축회전수에서는 베이불(Weibull) 분포에 해당하는 진동분포가 나타남을 확인하였다. 이런 결과는 풍력발전기 CMS 시스템에서 기계적 이상발생 여부를 조기에 판단하는 기준을 제시할 수 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 1996년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관, 8 Nov. 1996
• /
• pp.319-323
• /
• 1996

정격속도 80,000 rpm 초고속 원심분리기(ultra-centrifuge)의 회전체동역학 설계가 수행된다. 설계목표는 충분한 위험속도(critical speed)의 분리여유(separation margin)와 함께, 다수의 고차 위험속도 통과시 원심분리기 로터의 위치에서 양호한 불균형응답특성을 갖는 로터-베어링 시스템의 최적구성을 이루어 내는 것이다. 후자의 특성은 불균형에 의해 가진될 때 로터의 질량중심이 회전축에 가능한 한 근접하도록 함으로써 만족시킬 수 있으며, 이를 위해 초유연축(extra slender shaft)이 적용된다. 이와 더불어, 특히 1차 위험속도에서 공진에 기인한 로터의 큰 변위를 방지하기 위해 범퍼링(bumper ring) 또는 안내베어링(guide bearing)의 설치가 필요하다. 유한요소법(finite element method)에 의한 회전체동역학 모델링이 수행되며, 지지 구름베어링의 강성과 함께 소량의 감쇠(damping)가 고려된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권7호
• /
• pp.39-49
• /
• 2018

유압잭을 통해 지반에 압입 시공되는 압입강관말뚝은 소음 및 진동을 적게 발생시켜 도심지 공사에 적합한 기초형식으로 알려져 있다. 특히 협소한 공간에서 시공이 용이하여 리모델링 혹은 수직증축 공사에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대되지만, 연직지지거동이 명확히 규명되지 않아 제한적으로만 적용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 압입강관말뚝의 연직지지거동을 평가하기 위하여 국내의 대표적인 지층인 풍화토 및 풍화암 지반에서 말뚝재하시험을 수행하였다. 재하시험 결과를 통해 각 시험조건 별 주면지지력 및 선단지지력을 평가하였고 이를 항타말뚝을 대상으로 제안된 지지력 평가식과 비교분석하였다. 그 결과, 항타말뚝을 대상으로 제안된 평가식을 통한 예측값은 압입강관말뚝의 주면지지력 및 선단지지력을 각각 57.2% 및 33.8% 과소평가 하는 것으로 나타났다. 이는 기존의 지지력 평가식이 단단한 풍화토 및 풍화암층의 강도를 적절히 고려하지 못하며, 항타공법에 비해 압입공법을 통한 말뚝 설치 시 말뚝주변 지반교란에 따른 지지력 감소가 더 작게 나타나기 때문으로 판단된다. 추가적으로, 기존의 지지력 평가식을 재하시험 결과를 바탕으로 개선하여 압입강관말뚝의 연직지지거동 평가 및 연직지지력 산정 시 활용 가능하도록 하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.1-12
• /
• 2015

국내외에서 차수벽이나 흙막이 벽체로 많이 사용되고 있는 강널말뚝의 관입시 일반적으로 진동해머를 이용하여 시공하고 있다. 진동해머 중에서도 유압식 진동해머가 많이 사용되고 있는데, 진동해머의 시동을 켜고 끌 경우 진동해머 편심축의 이동에 따라 고유진동수의 변화로 진동해머에서 공진이 일어나 진동 및 소음이 크게 발생하는 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 일반 유압식 진동해머에서 발생하는 공진 발생에 의한 진동 및 소음을 줄이기 위하여 진폭가변형 유압진동해머를 개발하였다. 개발된 진폭가변형 유압진동해머는 두 쌍의 편심체 수평 각도를 조절하여 진동수 및 진폭을 조절할 수 있으며, 일반 유압식 진동해머와 개발된 진폭가변형 유압진동해머의 기진체 현장실험을 이용한 성능 평가 비교를 통해, 기존 일반 유압식 진동해머에 비해 진폭가변형 유압진동해머의 진동 및 소음이 감소함을 확인하였다. 또한 현장실험 결과 진폭가변형 유압진동해머는 굴삭기의 추력으로 인해 기존 전기식 진동해머에 비해 관입속도가 증가하였으며, 일반 유압식 진동해머에 비해서도 진폭가변으로 지반조건에 따라 관입속도가 빨라질 수 있음을 확인하였다.