• Title/Summary/Keyword: 로터 진동해석

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Dynamic Characteristics and Experimental Study on the Foil Bearings for High Speed Turbo Machineries (고속 터어보기계용 공기포일베어링에 대한 동특성과 실험적 연구)

  • Hwang, Pyung;Kwon, Sung-In
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1998.04a
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    • pp.159-166
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    • 1998
  • 본 연구에서는 공기포일 베어링으로 지지된 로터 베어링 시스템을 구성하고 실험을 수행함으로써 시스템의 진동을 측정하고 그 결과를 해석함으로써 로터 베어링 시스템의 안정성 검토한다. 또, 초기 구동 마찰을 고려하여 공기윤활로만 구동되는 경우와 초기에 베어링 표면에 오일이 도포된 경우를 비교한다. Transient data를 해석 함으로써 로터 베어링 시스템의 startup 및 shutdown에 대한 특성 파악이 가능해지며 시스템의 동적 특성에 대한 더욱 정확한 해석을 가능케한다.

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고속 터보 로터 시스템의 자유진동 특성 분석

  • 전원석;최문창;유계형;권대규;이성철
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.185-185
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    • 2004
  • 최근 고속 회전기계에 사용되고 있는 공기호일 베어링은 동압형 기체 베어링으로 매우 안정적이고, 보통의 저널 베어링에서 발생할 수 있는 불안정한 진동을 최소화 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 높은 안정성 및 축 자체에 자동 조절 기능을 가지고 있어서 극저온 기계 및 고속 회전기계에 널리 사용되고 있다. 이러한 고속 회전기계는 축의 기동 및 정지 시, 위험속도를 안전하게 통과하기 위해 위험속도에서의 진동을 억제하여야 하고, 운전 가능한 회전수를 증가시키기 위해서 로터 시스템의 동적 해석이 필요하다.(중략)

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A Study on the Vibration of Rotordynamic System Structured Rotor-Bearing and Rotor-Bearing-Stator (로터-베어링/로터-베어링-스테이터로 구성된 회전체 진동에 관한 연구)

  • 주성현;김광식;김창호;이성철
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1990.10a
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    • pp.173-178
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    • 1990
  • 로터-베어링축계는 증기및 가스터빈, 터보 발전기, 압축기등 거의 모든 산업 기계류에서 동력 전달의 기본 도구로써 사용되고 있다. 즉 회전에 의한 동력 의전달은 비교적 간단히 대용량의 동력을 효율적으로 전달할 수 있다. 이에 따라 회전기계류에 대한 연구는 산업 혁명 이후 꾸준히 발전되어 온바, 특히 근래에 들어와 산업기계류의 경쟁이 치열하여짐에 따라 산업기계류의 고정 밀화, 고속화, 고신뢰화 요구가 증대하고 있는 현실을 비추어 볼때, 산업 기 계류의 근간을 이루고 있는 로터-베어링 축계의 안정성을 포함한 진동에 관 한 문제는 회전기계류 설계의 주요 기술로써 연구.개발의 필요성이 매우 높 다 하겠다. 회전축계 진동 관련 연구는 두 분야로 대별될 수 있는데 언밸런 스(Unbalance)에 의한 Synchronous진동과 여러가지 원인에 의해 계의 불안 정성을 유발시키는 Nonsynchronous진동으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 이들 연구의 기본이 되는 회전축-베어링계 동특성 해석 프로그램을 개발하 였다. 여러가지 방법이 있으나 여기서는 Holzer가 비틀림 진동에 적용하고, Mykiestad(2)와 Prohl(3)에 의하여 회전축의 횡 진동에 적용된 이후 Lund(4) 등에 의하여 베어링의 영향등이 첨가된 전달 매트릭스 (Transfer Matrix) 방 법을 이용하여 임계속도(Critical Speed), 모우드 형태(Mode shapes)를 예측 하고 불안정 판정(Instability Criteria)등을 할 수 있는 프로그램을 개발하였 다. 특히 Murphy(1)의 다항식 방법(Polynomial Method)에 기본을 두어 기존 의 전달 매트릭스가 가지고 있던 반복, 수렴 시간 문제와 빠뜨리는 임계속도 예측에 대한 개선을 이루었으며 기존 논문과 실험 결과와의 비교 검토를 통 하여 개발된 프로그램의 신뢰성을 검토하였다. 특히, 각종 회전 기계의 소형 화, 경량화 추세에 따라 지반이나 케이싱이 경량이거나 유연하여 회전축과 동적으로 연성된 경우 회전축-베어링-지반으로 이루어진 2중구조의 회전축 계 동특성을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하므로서 회전 기계류의 진동 전반에 걸친 문제점에 대한 그 원인과 현상을 명확히 분석하여 국내의 전기 계류의 보다 신뢰성있는 설계 및 제작자료를 확보하는데 기여할 수 있게 하 였다.

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Design approach of passive vibration control using damping tape for quadrotor drone in hover (제자리 비행 조건에서 쿼드로터의 감쇠 테이프를 이용한 수동적 진동 제어 설계 방법 연구)

  • Sejun Kim;Hyungmo Kim;Seongwoo Cheon;Sungjun Kim;Haeseong Cho;Lae-Hyong Kang
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.18 no.1
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    • pp.37-45
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    • 2024
  • This paper presents a design approach for passive vibration control to reduce vertical vibrations transmitted to the control unit during hovering flight of a quadrotor drone. Ground vibration test simulation based on finite element model was performed for forced vibration analysis of the quadrotor drone. First, modal analysis was performed to evaluate dynamic characteristics. Forced vibration response analysis was then performed to obtain the steady-state response within the operating frequency range under the hovering flight condition. Furthermore, to obtain the vibration reduction effect, a viscous damping tape was applied at positions that could induce vibrations transmitted to the control unit under the same conditions. Such a passive vibration control approach was investigated. Relevant vibration reduction effect was assessed with respect to the application of damping materials and the attachment position.

Rotor Hub Vibration Reduction Analysis Applying Individual Blade Control (개별 블레이드 조종을 통한 로터 허브 진동 저감 해석)

  • Kim, Taejoo;Wie, Seong-Yong;Kim, Minwoo;Lee, Dong-geon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.49 no.8
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    • pp.649-660
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    • 2021
  • Through analytical method based on S-76 model, the level of rotor hub vibration reduction was analyzed according to higher harmonic actuating by individual blade control. The higher harmonic actuating method for individual blades was divided into a method of generating an additional actuating force from the pitch-link in the rotating part and generating actuating force through the active trailing edge flap control of the blade. In the 100kts forward flight conditions, the hub load analysis was performed by changing the phase angle of 15 degree for the 2P/3P/4P/5P harmonic actuation for individual blades. Through the harmonic actuation results, the sensitivity of the rotor system according to the actuating conditions was analyzed, and the T-matrix representing the characteristics of the rotor system was derived based on this analysis result. And through this T-matrix, optimal higher harmonic actuating condition was derived to minimize hub vibration level for flight condition. In addition, the effect on the performance of the rotor system and the pitch-link load under minimum hub vibration condition, as well as the noise influence through the noise analysis were confirmed.

Cross-sectional Design and Stiffness Measurements of Composite Rotor Blade for Multipurpose Unmanned Helicopter (다목적 무인헬기 복합재 로터 블레이드의 단면 구조설계 및 강성 측정)

  • Kee, Young-Jung;Kim, Deog-Kwan;Shin, Jin-Wook
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.13 no.6
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    • pp.52-59
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    • 2019
  • The rotor blade is a key component that generates the lift, thrust, and control forces required for helicopter flight by the torque transmitted through the hub and the blade pitch angle control, and should be designed to factor vibration characteristics so that there is no risk of resonance with structural safety. In this study, the structural design of the main rotor blade for MPUH(Multi-Purpose Unmanned Helicopter) was conducted and the sectional stiffness measurement of the fabricated blade was performed. The evaluation of the vibration characteristics of the main rotor system was then conducted factoring the measured stiffness distribution. The interior of the rotor blade comprised of the skin, spar, and torsion box, and carbon and glass fiber composites were applied. The Ksec2D program was applied to predict the stiffness of blade, and the results were compared to the measured data. CAMRADII, a comprehensive rotorcraft analysis program, was applied to investigate the natural frequency trends and resonance risks due to the rotor rotation.

Research of Vibration Analysis and Resonance Avoidance Design of Composite Quadcopter (복합재 쿼드콥터의 진동 특성 분석과 공진 회피에 대한 연구)

  • Kim, Sang-Ryul;Kim, Wie-Dae
    • Composites Research
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    • v.33 no.3
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    • pp.133-139
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    • 2020
  • In this research, the vibration characteristics of composite quadcopter are analyzed, and avoidance design and analysis are performed to avoid resonance. The full platform of a commercial quadcopter with composite rotor arm is analyzed to see the vibration characteristics using FEM program. The manufactured stacking sequences of rotor arm is used for analysis, and the natural frequencies are compared with experimental results and simple analytic model results. It is also confirmed that the natural frequency of the particular mode is included within the operation range of the motor. The resonance avoidance design is carried out by selecting three variables from the existing model: stacking sequence, rotor-arm pipe length, and pipe thickness.

A Study on Flow and Vibration Analysis, and Performance Test for Automotive Fuel Pump (자동차 연료펌프의 유동 및 진동 해석과 성능시험에 관한 연구)

  • Son, Jae-Hwan;Bae, Jung-Sub;Kim, Young-Suk;Han, Chang-Woo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.13 no.4
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    • pp.1496-1502
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    • 2012
  • The fuel pump mounted on the engine in the vehicle is consist of the outer and inter rotors, and which inhales fuel from the inlet port and supplies it to the outlet port. In this study, it is carried out the analysis and test of the fuel pump with rotors to evaluate its performance. It is analyzed the flow characteristics of the fuel pumps with numerical simulation in their inlet-outlet angles of 0, 15, 30 degree. After it is determined whether it has the best flow characteristics, its vibration characteristics is analyzed. The flow rate of a pump in the inlet-outlet angles of 0 degree is 191.0 LPH(Liter per hour) which is the largest. and its vibration is calculated to be 0.866 $^m/s^2$. In the results of vibration test, it is known that the vibration of the research pump is smaller than that of the existing one. And the natural frequencies of two pumps is nearly same. Therefore it is known that the performance of the research pump is superior.

Structural and Dynamic Analysis of a Unmanned Cargo Multicopter Using Hybrid Power System (하이브리드 추진 시스템을 이용한 수송용 멀티콥터 무인기의 구조 및 동특성 해석)

  • Kee, Youngjung;Kim, Taekyun
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.16 no.5
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    • pp.78-85
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    • 2022
  • Multicopter-type unmanned aerial vehicles (UAV) are increasingly for cargo transportation to mountainous and island regions, image information acquisition in disaster areas, and emergency rescue transport. In order to successfully perform these tasks, the aircraft structure must be able to safely support the loads induced by flight conditions while ensuring the vibration and aeroelastic stability of the prop-rotor. This study introduced a structural analysis model of a 40kg payload multicopter with an engine-generator hybrid power system. The deformation and stress distribution are investigated depending on the load conditions. In addition, the vibration characteristics and aeroelastic stability of the prop-rotor were also presented to flight speed and aircraft pitch angle. The maximum thrust generated by the prop-rotor and the landing load applied to the multicopter under normal and emergency landing conditions were reviewed., It confirmed that the structure could support without failure. In addition, it confirmed that the damping characteristics of each primary locate in the constant region according to the aircraft's flight speed and the prop-rotors rotating speed.

A study on performance analysis of screw rotor profiles (스크류 로터 치형의 성능해석에 관한 연구)

  • 박세정;최상훈
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1993.10a
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    • pp.627-631
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    • 1993
  • 스크류 압축기는 진동이 적고, 소형이면서 고효율을 유지하기가 용이하다는 특징을 가지고 있으며, 원통형 밀패용기 내에 암,수로터가 서로 반대 방향으로 맞물려 회전하면서, 로터홈과 케이싱 사이에 생기는 공간의 용적이 로터회전에 의해서 가스를 흡입, 압축, 배출하는 합축기 이다. 본 연구는 로터의 치형 함수의 기하학적성질 및 제한사항을 고려하여, 대칭 치형을 치수의 조합과, 원, 점, 직선, 타원을 사용하여 비대칭 치형을 설계하였다. 본 연구의 목적은 설계된 치형과 기존의 치형을 치형 형상의 변화에 따른 특성값 (실라인길이, 누설삼각형, 용적곡선, 흡입 및 토출 홈면적)의 변화에 대하여 연구함으로서 성능검토를 시도하였다.

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