• 한국음향학회지
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• 제16권4호
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• pp.21-28
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• 1997

본 연구에서는 빈경하중과 축회전 속도를 변화시켜 가며 하중으로 인한 베어링의 부하-변위량 특성을 Harris 이론과 비교분석하였다. 실험결과 결함이 없는 경우 하중이 적을 때는 Harris이론과 비교적 잘 일치하나, 하중이 증가할 수록 구동축의 변곡, 볼베어링 하중의 불균형 등의 영향을 받아 이론값과 차이를 보였다. 반경방향 하중이 있는 단일결함과 다중결함의 경우 하중이 증가함에 따라 변위량의 변화는 축심변위량 보다 반경변위량이 더욱 커지게 된다는 것을 알았다. 베어링의 결함상태에 따라 하중과 변위량의 기울기인 부하-변위량 특성을 구함으로써 볼베어링의 결함유무를 검출하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1990년도 제11회 학술강연회초록집
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• pp.58-72
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• 1990

유체 윤활 이론에 의한 저어널 베어링의 해석은 그 적용 버위가 넓기 때문에 다양하게 연구되어왔다. 근래에는 열적 효과의 중요성 때문에, 윤활유의 점도와 온도와의 관계, 윤활유 주입홈에서의 윤활유 혼합현상, Cavitation현상, 고속에서 윤활유의 난류현상, 윤활유 주입구의 위치 그리고 경사진 베어링 축이 유막에 미치는 영향 등 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 반원주형 윤활홈을 갖는 저어널 베어링의 주입 윤활유의 열효과가 베어링 부하량과 마찰에 미치는 영향 등을 고찰하였고, 본 연구를 수행하기 위해, 베어링 Bush와 Shfft벽에서 여러가지 열전달 겅계 조건을 가정한 가운데 Reynolds 방정식을 Energy 방정식과 동시에 수치해석적으로 풀었다. 수치해석 방법은 FDM(Finite Difference Method) 중 SOR(Successive Over-Relaxation)Technigue을 이용하였다. 또한 윤활유 점도와 온도의 관계는 지수함수(Exponential Function) 형태로 취했다. 주입 윤활유 온도와 압력 그리고 윤활홈의 형태 등을 변화시켜가며 베어링 성능에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권3호
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• pp.129-135
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• 2000

Air-dynamic bearings are increasingly used in supporting small high-speed rotating bodies. This study investigates the effects of design parameters on the axial stiffness of spiral-grooved air bearings of various curvatures. Design parameters are fundamental clearance, groove depth, and bearing number. The pressure distribution at the clearance between the stator and rotor of the bearing is obtained by solving the Reynolds equation, and the supporting load and the axial linear stiffness are calculated from the pressure distribution. It is found that a larger curvature increases the axial linear stiffness more and that there exist an optimal groove depth for the linear stiffness of the air bearing. It is also found that the linear stiffness has a linear relationship with the bearing number.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.35-41
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• 2014

베어링 하우징의 구조 유연성을 고려하여 7톤급 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 회전체동역학 해석이 수행되었다. 볼 베어링과 펌프 비접촉 실의 강성 및 감쇠 특성이 회전체동역학 모델에 반영되었으며, 베어링 하우징의 동특성이 집중 질량 및 강성으로 모델링 되어 해석에 반영되었다. 동기 회전체 질량 불평형 응답 해석과 회전 속도에 따른 복소 고유치 해석으로부터 회전체의 임계속도와 불안정 운전 시작 속도를 예측하였다. 회전체동역학적 특성에 베어링 하우징이 미치는 영향이 베어링 부하 조건 및 무부하 조건에서 각각 검토되었다. 수치 해석 결과 베어링 하우징의 구조 유연성은 회전체의 임계속도와 불안정 운전 속도를 의미있게 감소시킬 수 있는 것으로 확인되었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1998년도 제28회 추계학술대회
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• pp.337-342
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• 1998

임계온도가 액체질소의 비등점(77K)보다 높은 산화물 고온 초전도체가 발견된 이후 초전도체를 여러분야에 응용하고자 하는 연구가 있어왔다. 이러한 연구중 초전도체의 자기부상특성을 이용한 마그네틱 베어링에 관한 연구가 시작되었다. 특히 최근에 임계전류밀도가 높은 덩어리형 고온 초전도체가 개발되어, 큰 부하지지력을 갖고 마찰계수가 작은 초전도 마그네틱 베어링이 가능하게 되었다. 고온 초전도체를 사용한 반발식 수동형 마그네틱 베어링은 마이스너 효과(Meissner effect)뿐 아니라 자속고정효과(Flux pinning effect)에 의해 자체적으로 외란에 대한 위치안정성을 가지며, 히스테리시스 손실에 의한 에너지 소산을 통해 외란에 대해 강한 감쇠능력을 가진다는 장점을 가지고 있으며, 대중량을 지지할 수 있다. 이러한 초전도체의 특성에 관한 정량적 수치해석은 초전도 베어링의 설계에 필수적이나 아직 국내에서는 그러한 시도가 없었다. 이러한 여건을 고려하여 본 연구에서는 Bulk형 초전도체와 자석간의 부상력 변화를 축대칭 모델로 수치해석하여 기존의 실험들과 정량적인 비교를 하여 수치해석 코드의 신뢰성을 확보하고 이를 기반으로 다양한 상황을 예측할 수 있음을 보이고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.92-97
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• 2006

케이징 구조 유연성을 고려한 30톤 추력급 터보펌프에 대한 임계 속도 해석이 수행되었다. 로터와 케이징을 포함한 전체 모델에 대한 3차원 유한요소법이 회전체 동역학 특성을 예측하기 위하여 적용되었다. 케이징 구조 유연성의 영향을 고찰하기 위하여 로터 단독 모델과 고정-고정 및 자유-자유 경계조건을 갖는 로터-케이징 연계 모델에 대한 수치 해석이 이루어 졌다. 무부하 하중 조건과 부하 하중 조건에서의 볼 베어링 강성이 각각 진공 조건과 실제 엔진 장착 조건에서의 작동을 모사하기 위하여 사용되었다. 수치해석 결과로부터 케이징 구조 유연성의 영향이 터보펌프의 임계 속도를 감소시킴을 확인하였다. 특히, 높은 베어링 강성을 갖는 부하 로터 조건에서 낮은 베어링 강성을 갖는 무부하 로터 조건에 비하여 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1997년도 제26회 추계학술대회
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• pp.167-172
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• 1997

초전도체를 기계요소중 하나인 베어링에 응용하기 위한 연구는 임계온도가 액체질소의 비등점(77K)보다 높은 산화물 고온 초전도체가 발견된 이후 시작되었으며, 특히 최근에는 $10^4A/cm^2$이상의 임계전류밀도를 갖는 덩어리형 고온 초전도체가 용융공정을 통해 개발되어, 큰 부하지지력을 갖고 10$^{-8}$ 이하의 마찰계수를 갖는 초전도 마그네틱 베어링으로서 플라이휠 같은 에너지 저장장치에 적용시키는 연구가 국내외적으로 진행되고 있다. 고온 초전도체를 사용한 반발식 수동형 미그네틱 베어링은 Meissner effect뿐 아니라 Fluxpinning effect에 의해 자체적으로 외란에 대한 위치안정성을 가지며, 히스테리시스 손실에 의한 에너지 소산을 통해 외란에 대해 강한 감쇠능력을 가진다는 장점을 가지고 있으며, 대중량을 지지할 수 있다. 이러한 초전도체의 특성에 관한 정량적 수치해석은 초전도 베어링의 설계에 필수적이나 아직 국내에서는 그러한 시도가 없었다. 이러한 여건을 고려하여 본 연구에서는 초전도체와 자석간의 부상력 변화를 2차원 Slab모델로 수치해석하여 히스테리시스라는 주요한 특성을 고찰하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2067-2069
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• 2003

본 연구는 진동 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD)해석을 이용하여 베어링 초기 고장을 검출할 수 있는 기법을 제시하였다. 외륜, 내륜, 볼에 대하여 각각 폭 0.3 mm의 미소한 흠을 낸 베어링을 이용하여 고장 특성 주파수 패턴 및 부하변동에 따른 영향을 분석하고 고장검출이 용이한 고장 주파수 대역을 설정하였다. 실험결과로부터 제시된 검출기법이 유도전동기 베어링 초기 고장에 적용 가능함을 입증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.241-248
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• 2013

본 논문에서는 상용 회전체 동역학 해석 툴을 이용하여 경사 운전조건을 고려한 대용량 추진 전동기용 베어링 개발에 상사적 설계 방법과 실험적 방법을 적용하였다. 개발된 베어링은 전기적으로 절연이 되어있으며 각 연결부는 2~4mm 의 에폭시 절연판을 연결하여 낮은 열전도 특성을 가지도록 하였다. 본 연구에서는 기존의 저속운전에서 야기되는 베어링 손상 문제를 해결하기 위해 원활한 유막이 생성될 수 있도록 고안한 정압 윤활장치를 적용하여 우수한 윤활특성을 확보하였다. 또한 대형 중량물에 대한 유지보수를 고려하여 반분할 방식의 조립구조를 적용하였다. 본 논문은 고부하, 저속 운전의 추진 전동기 분야에 사용되는 미끄럼 베어링의 주요 핵심설계요소를 언급하였다. 게다가, 시험벤치상에서 다양한 경사조건을 통해 실링부의 오일누유 현상을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권4호
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• pp.353-358
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• 2011

본 논문에서는 환형 영구자석을 이용한 스러스트 베어링의 최적설계에 대하여 기술하였다. 영구자석형 스러스트 베어링은 두 조의 환형 영구자석으로 이루어지며, 한 조의 영구자석이 다른 한 조의 영구자석 내부에위치한다. 영구자석간의 축방향 변위 (엇갈림)에 의해 축방향 힘이 발생하고 이를 통해 스러스트 베어링 역할을 하게 된다. 최소한의 영구자석으로 베어링 부하용량을 만족하는 베어링 설계 파라미터를 구하기 위해 본 논문에서는 등가전류판 방법을 이용하여 해석적 설계식을 유도하고, 적절한 제한 조건을 설정하여 최적 설계를 수행하였다. 최적 설계 결과는 3 차원 유한요소해석을 통해 검증하였다. 본 논문에서 고려한 축방향 배열과 Halbach 배열의 스러스트 베어링 중 Halbach 배열이 축방향 배열에 비해 동일한 부피의 영구자석으로 더 큰 부하용량을 얻을 수 있음을 확인하였다. 등가전류판 방법의 유효성을 3 차원 유한요소해석을 통해 검증하였고, 축방향 배열보다Halbach 배열이 등가전류판 방법의 가정에 좀 더 민감하게 영향을 받는 것을 알 수 있었다.