• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.151-159
• /
• 2003

The front 2 pieces of the 3-piece steel propeller shaft installed on a 8.5-ton truck were redesigned with a 1 -piece composite propeller shaft with steel yokes and spline parts to get the reduction of weight and the improvement of NVH characteristics. Based on the analysis of bending vibration, strength and cure-induced residual stresses of the composite propeller shaft, proper composite materials and stacking sequences were selected. The composite propeller shaft requires a reliable joining method between the shaft and steel end parts through a steel connector. From 3-D contact stress analyses of the laminated composite shaft with bolted Joints, the 3-row mechanical joint which satisfies the torque transmission capability has been designed. Several full-scale composite shafts were fabricated and tested to verify the design analyses. The design requirements are shown to be satisfied. With the newly designed composite shaft, the weight reduction more than 50% and improvements in NVH characteristics have been achieved.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
• /
• 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
• /
• pp.656-661
• /
• 2003

Modem reciprocating air compressors have tendency to a multi-stage W-type or V-type cylinder arrangement for the purpose of high outlet pressure, compactness and low vibration and noise. A valid counter weight calculation method using the complex expression is proposed for reducing the inertia forces of the compressor. Counter weight removes only 1st forward whirl component. Counter weight formulations are applied to the six various compressor structures which are (a) 1 cylinder single-throw crank shaft, (b) 2 cylinder single-throw crank shaft (c) 2 cylinder double-throw clank shaft, (d) 3 cylinder single-throw crank shaft, (e) 4 cylinder single-throw crank shaft and (f) 4 cylinder double-throw crank shaft. The improvement of performance is verified through available vibration test.

• 한국기계기술학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.751-756
• /
• 2018

A study on the weight reduction of a motor shaft in electric vehicle by using optimum design technique was carried out. The structural analysis of a motor shaft was performed by using ANSYS to investigate the structural safety. We also used HEEDS to find the optimal hollow shaft thickness. When the material of the hollow shaft is changed to SCM822H by using ANSYS 14.5 and HEEDS MDO, the weight could be reduced by about 53 % compared to the conventional solid one. From this study, the optimized dimensions of a hollow shaft were determined for light weight design.

• 소성∙가공
• /
• 제14권9호통권81호
• /
• pp.779-784
• /
• 2005

MTS(Monobloc Tube Shaft) has been used for the reduction in weight of shaft and increase in supply of power in the auto industry nowadays. Cold drawing process having high productivity and reduction in the cost has been regarded as the effective technology that is able to substitute for swaging process as forming MTS with constant outer diameter or hollow shaft without surface defects. The objective of this study is not only to (md out the optimal process conditions understanding the effect of process parameters on carrying out cold drawing process of SIS(Steering Input Shaft) but also to control the defects resulted from inappropriate process conditions. Therefore, the proper drawing conditions are presented using FE-Analysis and experiment in the paper.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소성가공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.431-434
• /
• 2005

MTS(Monobloc Tube Shaft) has been used for the reduction in weight of shaft and increase in supply of power in the auto industry nowadays. Cold drawing process having high productivity and reduction in the cost has been regarded as the effective technology that is able to substitute for swaging process as forming MTS with constant outer diameter or hollow shaft without surface defects. The objective of this study is not only to find out the optimal process conditions understanding the effect of process parameters on carrying out cold drawing process of SIS(Steering Input Shaft) but also to control the defects resulted from inappropriate process conditions. Therefore, the proper drawing conditions are presented using FE-Analysis and experiment in the paper.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제25권3호
• /
• pp.617-622
• /
• 2001

The purpose of this study is to design and the analyze the stress of composited shaft which is wound by filament winding method. The composites shaft has high strength and reduction in weight compared to metal shaft. The classical laminate plate theory(CLT) was used fro analysis the stress, and for structure design. In order to replace metal shaft by composites shaft, the diameter of shaft was determined to $\phi$ 40. The ration of diameter was determined to 0.4 for torsional moment with CLT. In this result of analyzing the stress, composites shaft was safe $30^{\circ}~60^{\circ}$C of winding angle, and was fractured on $90^{\circ}$.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제44권6호
• /
• pp.484-491
• /
• 2016

본 연구의 목적은 항공기 메커니즘 구조물에 사용되는 금속 소재 토크바를 복합소재를 이용하여 무게절감이 가능한 구조물을 개발 하는것에 있다. 토크바에 주어진 하중조건 및 구조물의 설계 경계조건에 부합하는 유한요소모델을 이용하여 구조해석을 수행 하였다. 이를 바탕으로 최적화된 복합소재의 적층 조건 및 토크바의 두께 요건을 설정하였다. 설계요건에 맞게 제작된 시제품을 이용하여 복합소재 토크바의 비틀림 시험을 실시하였으며, 동구조 시험을 통해서 토크바의 강도 및 강성 요구조건을 만족한다는 것을 증명하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.104-117
• /
• 1999

복합재료는 비강성과 비강도의 우수성 때문에 첨단 산업분야에서 사용되고 있으며, 특히 낮은 비중으로 인한 중량감소 효과와 접착과 주조 둥에 의한 부품수의 감소효과 때문에 항공기와 수송기계분야에 널리 이용되고 있다. 복합재료의 이러한 장점들을 이용하여 항공기용 동력전달축과 자동차용 추진축에서 연구와 활용이 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 우수한 진동 안정성을 갖는 복합재료 추진축을 설계하고 해석하였으며 이를 증명하기 위해 충격망치를 이용한 FFT해석기와 회전장비를 이용하는 두 가지 실험을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제35권4호
• /
• pp.243-248
• /
• 2022

본 논문에서는 1차원 오일러 보 요소(Euler-Bernoulli Beam Element)를 이용한 회전익기 축계에 대한 중량 최적설계를 수행하였다. 회전 축계의 특성을 고려해 비틀림(Torsion)과 베어링과 같은 축지지 강성 및 플랜지(Flange) 질량을 모두 고려하였고, 동적 안전성 확보를 위해 고유치 해석을 수행하여 임계속도(Critical Speed)와 기어박스로부터 오는 치 변형 가진을 회피할 수 있도록 하였다. 축의 길이는 고정된 상태에서 두께와 반경을 조절하여 중량 최적화를 수행하였으며, 최적화 과정은 2단계로 나누어 진행하였다. 1단계에서는 비틀림 강도를 제약조건으로 하여 중량을 최적화한 후 2단계에서는 축계 안정성 확보 기준(Headquarters, U.S. Army Material Command, 1974)에 따라 축의 비틀림 강도에 대한 제약조건을 만족시키며, 축의 1차 모드가 임계속도를 회피할 수 있도록 축 1차모드와 임계속도의 차이가 최대가 되도록 최적화를 진행하였다. 주어진 1차원 보 요소를 이용하여 최적설계를 한 결과를 3차원 유한요소 모델과 실제 제작된 축게의 시험결과와 비교하여 제안된 방법을 검증하였다.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.307-313
• /
• 2022

차량 실내소음이 엔진의 고출력화와 경량화로 인해 더욱 심각해져 엔진진동의 저감의 중요성이 높아지고 있다. 최근 엔진진동 저감의 대표적인 방법으로 밸런스샤프트 부착이 제시되고 있다. 밸런스샤프트는 피스톤과 콘로드 등의 왕복운동에서 발생하는 진동을 임의의 편심질량을 이용하여 상쇄시키는 장치이다. 따라서 밸런스샤프트는 연비향상 및 차량의 승차감을 동시에 향상시킬 수 있다. 본 논문은 엔진구조로 인해 발생하는 관성력을 유도하고 이를 상쇄하기 위한 밸런스샤프트의 불평형량과 형상을 제시한다. 제시된 두가지 형상의 밸런스샤프트를 ADAMS 다물체동역학 모델로 구현하고, 이를 동역학 시뮬레이션을 통해 실제 거동상태에서의 관성력의 저감을 확인하였다.