• Tribology and Lubricants
• /
• 제28권6호
• /
• pp.265-271
• /
• 2012

In the preceding Part I study, for improving the unbalance response vibration of a large PRT motor-generator rotor fundamentally by design, a series of design analyses were carried out for bearing improvement by retrofitting from original plain partial journal bearings, applied for operation at a rated speed of 1,800 rpm, to final tilting pad journal bearings. To satisfy evenly key basic lubrication performances such as the minimum lift-off speed and maximum oil-film temperature, a design solution of 5-pad tilting pad journal bearings and maximizing the direct stiffness by about two times has been achieved. In this Part II study, a detailed rotordynamic analysis of the large PRT motor-generator rotor-bearing system will be performed, applying both the original plain partial journal bearings and the retrofitted tilting pad journal bearings, to confirm the effect of rotordynamic vibration improvement after retrofitting. The results show that the rotor unbalance response vibrations with the tilting pad journal bearings are greatly reduced by as much as about one ninth of those with the plain partial journal bearings. In addition, for the tilting pad journal bearings there exist no critical speed up to the rated speed and just one instance of a concerned critical speed around the rated speed, whereas for the plain partial journal bearings there exist one instance of a critical speed up to the rated speed and two instances of concerned critical speeds around the rated speed.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.185-194
• /
• 2012

이 연구는 회전관성과 전단변형을 동시에 고려한 변단면 Timoshenko 보의 자유진동에 관한 연구이다. 변단면 보의 단면은 폭이 포물선 함수로 변화하는 변화폭 직사각형 단면으로 채택하였다. 이러한 보의 자유진동을 지배하는 수직변위에 대한 4계 상미분방정식을 유도하였다. 이 상미분방정식을 수치해석하여 고유진동수와 진동형을 산출하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정 지점을 고려하였다. 진동형은 변위의 진동형뿐만 아니라 합응력의 진동형도 산출하여 그림에 나타내었다. 휨 회전각과 전단변형에 의한 수직변위 및 전단면 회전각의 구성비율을 산정하였다.

• 대한공업교육학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.331-345
• /
• 2009

본 연구에서는 변압기 열화 진단에 사용되는 Sagnac형 간섭계의 핵심 기술인 광섬유 음향 센서의 설계를 위하여 세 가지 서로 다른 형태의 맨드릴형을 제안하였고 이의 진동 특성을 살펴봄으로서 보다 뛰어난 감도를 가진 센서를 구현하고자 하였다. 광섬유 음향 센서용 맨드릴을 외경 요철형, 중공 원통형, 내경 요철형등의 세 가지로 분류하고 이의 고유진동수와 고유 모드를 해석하였다. 2kHz 미만의 고유진동수는 제외하고 주로 2~20kHz 범위 내에 속한 고유진동수를 검출하여 고유모드를 나타내었다. 설계된 맨드릴의 기본 형상 치수는 외경 30 mm, 길이 50mm이다. 원통의 두께는 1 mm이며 요철의 크기는 $2mm{\times}2mm$이다. 유한요소해석 결과 외부 음압 주파수가 2~20 kHz 범위에서 11 kHz 인근의 주파수인 경우 외경 요철형과 중공 원통형의 맨드릴을 선택하면 높은 감도를 얻을 수 있다. 17 kHz 인근 주파수에서는 외경 요철형과 내경 요철형이 유리하며 20 kHz인근에서는 중공 원통형과 내경 요철형이 높은 감도를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 향후 변압기 내에 삽입되어 각종 열화 진단용 모니터링 센서로 활용되는 광섬유 음향 센서의 맨드릴 설계에 매우 효과적으로 이용할 수 있으며 본 연구에서 제시한 기법을 이용하여 MHz 단위의 초음파 감지에도 충분히 활용될 수 있으리라 기대된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권1A호
• /
• pp.125-133
• /
• 2008

사장교의 장대화로 주탑 및 보강형과 더불어 사장 케이블의 동적 안정화에 많은 노력이 요구된다. 사장 케이블에서 동적 불안정은 주로 대칭 1모드와 역대칭 1모드에서 발생되며 대칭 1모드는 역대칭 1모드와 다르게 새그의 영향이 명확하게 나타나므로 기본진동수는 팽팽한 스트링으로부터 얻은 것과 상이한 결과를 제공하게 된다. 이러한 현상에 관해 Irvine, Triantafyllou, 안상섭 등은 해석적 기법을 통해 동적거동 분석을 수행하였다. 이들의 연구는 광범위한 영역의 Irvine Parameter에 대해 중요한 결과를 제시하였으나 특성점(Cross-Over Point 혹은 복합모드 형성점) 이후 영역에 대해서는 상이한 결과를 제시하였고 진동수방정식의 높은 비선형성으로 인해 해가 매우 민감한 난점이 있다. 본 연구는 사장 케이블 동적안정 문제에 주요한 모드들 중 새그의 영향이 가장 높은 대칭 1모드의 기본진동수에 초점을 맞추었으며 일반화된 역학적에너지에 경계조건을 만족시키는 진동형상을 적용하고 Rayleigh-Ritz 방법으로 해석적인 해를 제시하였다. 선행연구들과 다르게 본 연구는 선형적인 해를 제공하며 이에 따른 오차는 특성점 이내에서 3% 미만의 오차를 보였다. 또한, 사장 케이블이나 이에 준한 케이블은 특성점을 넘지 않으므로 공학적으로 충분한 가치를 갖는다고 볼 수 있다. 더불어 대칭 1모드에서 발생되는 갤로핑과 Parametric 공진대역을 분석하여 연구의 활용성을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제13권10호
• /
• pp.139-145
• /
• 1996

The machining accuracy and performance is largely influenced by the static, dynamic and thermal characteristics of spindle systems in machine tools, because the spindle system is a intermedium for cutting force from tool and machine powef from motor. Large cutting force and power are transmitted by bearing with a point or line contact. So, the spindle system is the static and dynamic weakest point in machine structure. For improvement of static stiffness of spindle system can be changed design parameters, such as diameter of spindle, stiffness of bearing and bearing span. But for dynamic stiffness, the change of the design parameters are not useful. In this paper, the combined bearing arrangement is suggested for high damping spindle system. The combined bearing arrangement is composed of tandem double back to back arrangement type ball bearins and a high damping hydrostatic bearing. The variation of static deflection and amplitude in first natural frequency is evaluated with the location of hydrostatic bearing between front and rear ball bearing. The optimized location of hydrostatic bearing for high static and dynamic stiffness is determined rapidly and exactly using the mode shape and transfer function of spindle. The calculation of damping effect on vibration by unbalance of grinding wheel and pulley in optimized spindle system is carried out to verify the validity of the combined bearing arrangement. Finally, the simulation of grinding process show that the surface roughness of workpiece with high damping spindle system is 60% better than with ball bearing spindle system.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제8권6호
• /
• pp.59-66
• /
• 2008

대부분의 대공간구조물은 극장, 스타디움, 체육관 등 공공성을 가지게 되어 내진안전성에 있어서 중요성이 많이 인식되고 있다. 그러나 구조형식 및 형상에 관하여 다양성을 가지고 있는 대공간구조물이 동적하중인 지진하중을 받을 때 나타나는 구조물의 거동은 파악하기 힘들다. 본 논문에서는 대공간구조의 주 구조요소인 아치구조물에 대하여 고유진동모드를 검토하였고 모의지진파를 입력하여 지진거동특성을 분석한 결과로서 아치구조물은 설계가속도스펙트럼의 크기보다 장주기 성분에 더 많은 영향을 받는다는 것을 파악하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.327-327
• /
• 2010

In this paper, an investigation of factors affecting piezoelectric transformers is presented by ATILA software. These transformers are multi-layer piezoelectric transformers in square shape $28\;{\times}\;28\;mm$ and operate in first vibration mode for step-down function. The piezoelectric transformers were modeled in 3D-dimension and analyzed using finite element method in ATILA software, a popular software in piezoelectric analysis. Modal and harmonic modules were used in this process. Effective factors to the properties of piezoelectric transformers including different input electrode patterns, directions of polarization, sizes of connective comer, number of layers were examined on the simulated model using input voltage of 20 V and load resistance of $100\;{\Omega}$. Moreover, thermal analysis was also obtained with conditions of input voltage of 5 V and no-load.

• 소음진동
• /
• 제8권1호
• /
• pp.81-86
• /
• 1998

A 500Wh class high-speed Flywheel Energy Storage System (FESS) driven by a built-in BLDC motor/generator has been designed, which runs from 30000 to 60000rpm nominally. Due to the motor/generator inside, the flywheel rotor made of composites supported by PM/EM hybrid bearing system has a shape of bell or pendulum and thus requires accurate rotordynamic analysis and prediction of its dynamic behavior to secure the operating reliability. Rotordynamic analyses of the flywheel rotor-bearing system revealed that the bell shaped rotor has two conical rigid-body modes in the system operating range and the first conical mode, of which nodal point lies in the radial EM bearing position, can adversely affect the dynamic response of the rotor at the corresponding critical speed. To eliminate the possibility of wild behavior of the rotor, two guide bearings are adopted at the upper end of the rotor and motor/generator. It was also revealed that the EM bearing stiffness if 0.5~1.0E+6 N/m and damping of 2000 Ns/m are favirable for smooth operation of the system around the 2nd critical speed.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.240-245
• /
• 2004

불균일한 원형 도파관에서 비틀림 진동을 광학적 면내 진동 측정기에 의해 측정하였다. 봉의 한쪽 끝에서 가진되는 비틀림 진동의 응답으로서 봉의 축을 따라 원주 방향 변위가 측정되었다. 2단 원형 봉과 원추형 테이퍼 봉에 대한 실험 결과들이 이론적 예측과 비교되었다. 본 논문의 결과들은 비틀림 진동 측정에 광학적 면내 진동 측정기를 사용하는 것이 가능함을 보여준다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.14-22
• /
• 1995

We treat the vibrations of circular beam and make use of the method employed by J.T.Tielking, which is based on the principle of Hamilton. The Hamilton's principle requires the determinations of the potential and the kinetic energy of the model as well as done by internal pressure forces. Thje potential energy is composed of a part due to elastic deformations of the beam and a part due to radial and tangential displacements of the tread band with respect to the wheel rim. The equations of motion for such a model are derived by reference to conventional energy method. The accuracy of the expressions is demonstrated by comparison of calculated and experimental natural frequencies for circular beam. The circular beam experiences a harmonic, radial excitat- ion acting at a fixed point on the beam. Modal parameters varying the inflation pressure and load are determined experimentally by using the transfer function method.