• Title/Summary/Keyword: engine vibration

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Experimental Vibration Analysis of Vehicle Body-Engine Systems by Transfer Function Synthesis Method (전달함수합성법에 의한 차체-엔진계의 실험적 진동해석)

  • 정의봉;안세진;김원영
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.289-295
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    • 1995
  • 구조물의 동적부하에 대한 동적변형 응답을 정확히 예측하고, Over Design이나 Under Design이 아닌 합리적인 설계방안의 개발은 중요한 과제이다. 동적강도해석이나 소음 승차감과 같은 진동 및 충격에 기인하는 제반 문제를 복잡한 구조물을 대상으로 합리적으로 처리하기 위한 Dynamic Design Analysis는 높은 신뢰성의 추구와 더불어 필요불가결한 기술이 되고 있다. 동적해석 방법으로는 현재 유한요소법이 널리 사용되고 있으며 여러 종류의 범용 프로그램들이 보급되어 있는 실정이다. 그러나 특히 동적문제에 있어서는 형상이나 거동이 복잡한 구조물의 경우, 또는 차량의 차체와 같이 많은 장착물이 부착된 경우에는 유한요소법의 적용이 곤란하여, 지금까지 대처할 수 있는 유용한 방법이 없었다. 따라서 비교적 용이하고 간단하게 적용가능한 진동실험을 기초로 한 구조물의 동적 응답해석 및 설계 방안의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 진동시험으로 얻어진 부분구조물의 응답특성과 결합특성으로부터 결합 후의 응답특성을 예측할 수 있는 방법을 전달함수합성이론을 기초로하여 프로그래밍 package화 한다. 그리고 평판구조물에 대하여 진동시험과 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 개발된 방법의 타당성을 검증한다. 또한 실제 차량에서 차체만의 진동시험과 엔진의 자유진동시험에 의한 시험데이터로부터 차체와 엔진이 마운트 결합된 후의 진동특성을 예측한다. 진동시험시에 입력과 출력에 노이즈가 필연적으로 혼입되어 주파수응답함수의 크기(magnitude)와 위상(phase)을 왜곡시킨다. 특히 위상의 왜곡은 복소수연산을 하는 전달함수합성법의 결과에 중요한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 데이타 획득시 입력과 출력의 시간지연으로 생기는 위상왜곡을 보정하는 방법을 제시하고, 그 개선 정도를 조사한다.는 소견의 확실도로서 가능성을 표현한 것이다. 예를 들면, 진동진폭 스펙트럼상에 2X 성분이 상당히 크게 나타나 정렬불량의 가능성이 0.7 정도라고 판정하는 것 등은 이러한 수치적진리치를 이용하는 방법이다. 그러나 상기의 수치적 표현만으로는 확실도를 한개의 수치로서 대표하게 하는 것은 진단의 정밀도에 문제가 있을 것으로 생각된다. 따라서 언어적진리치가 도입되어 [상당히 확실], [확실], [약간 확실] 등의 언어적인 표현을 이용하여 애매성을 표현하게 되었다. 본 논문에서는 간이진단 결과로부터 추출된 애매한 진단결과중에서 가장 가능성이 높은 이상원인을 복수로 선정하고, 여러 종류의 수치화할 수 없는 언어적(linguistic)인 정보ㄷㄹ을 if-then 형식의 퍼지추론으로 종합하는 회전기계의 이상진단을 위한 정밀진단 알고리즘을 제안하고 그 유용성을 검토한다. 존재하여도 모우드 변수들을 항상 정확하게 구할 수 있으며, 또한 알고리즘의 안정성이 보장된 것이다.. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on bot

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A Study on the Improvement of Misfire Detection Method with Vibration by using the Weight Factor (후진동이 나타나는 실화 진단 방법에서 가중치를 이용한 성능 향상에 대한 연구)

  • Lim Jihoon;Lee Taeyeon;Kim Ealgoo;Hong Sungrul;Sung Jinho;Park Jaehong;Yoon Hyungjin;Park Jinseo;Kim Dongsun
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.13 no.4
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    • pp.74-80
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    • 2005
  • This paper presents a misfire monitoring method by using the weight factor. According to OBD II(On-Board Diagnostics) regulations of the CARB (California Air Resources Board), an ECU (Electronic Control Unit) should detect misfires which occur in the internal combustion engine. A misfire is 1311owe4 by post-oscillations for short duration. Sometimes, the amplitude of oscillations may be as high as misfire and can be falsely detected as another misfire. To prevent this, the software designers do not attempt to detect another misfire for this short duration, during which the post oscillations exist. Because of this, ECU does not detect all the misfires and hence, the unstable state of automobile cannot be detected. If this happens for a long time, automobile may get damaged. To solve these problems, this paper suggests a new algorithm to detect misfire by using weighting factor Weighting factor is a concept to distinguish the misfire with the post oscillation and to improve the detection rate. This value of weighting factor is used for counting the misfire. This paper also shows the result of experiment done on a automobile using this software. The software is implemented using ASCET-SD which is preferred in the design of engine control. This paper's result show the possibility of improving the misfire detection by implementing this algorithm.

On The Development of The Stern Form with Low Resistance and High Propulsive Efficiency for Full Ships (저저항(低抵抗) 고추진(高推進) 효율(效率)의 비대선(肥大船) 선미선형(船尾船型)의 개발(開發)에 관하여)

  • Ho-Chung,Kim;Chun-Ju,Lee;Young-Bok,Choi
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.27 no.3
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    • pp.89-99
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    • 1990
  • It is required to develop a hull form with low resistance and high propulsive efficiency for the improvement of the ship-board operational economy. Since the hull forms with low resistance frequently have lower propulsive efficiency and on the other hand the hull forms with higher propulsive efficiency don't show good resistance characteristics, it is always very difficult to obtain economical hull forms which require less propulsive power accordingly. Efforts have been made to pursue a stern form with excellent resistance and propulsion characteristics together by shaping the run of the so-called buttock-flow type stern, which is known to have good viscous resistance performance, like that of conventional aftbody(U-type or Hogner type) featured by high propulsive efficiency. First model tests confirmed that the above concept can be one of the alternative approaches to the design of the good stern form and by the continuing efforts thereafter for the refining of the concept, propelled by the first promising results, stern form of good resistance performance together with good propulsive efficiency has been realized to some extent. In addition, it is confirmed that the new new stern can have better cavitation and vibration characteristics due to uniform wake-fields and the compact engine room arrangement can be possible due to it's larger floor area in way of engine room double bottom as compared with usual barge stern.

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The Vibration Effect by Induced Pulsation Pressure to the Fatigue Crack of the Dampener Fitting Welding Zone (항공기용 유압 펌프의 맥동 압력에 의한 감쇄기 용접부위 균열 개선 연구)

  • Shin, Jae Hyuk;Kim, Tae Hwan;Kang, Gu Heon;Ha, Do Jun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.7
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    • pp.677-687
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    • 2017
  • Aircraft can often be exposed to a variety of environments and vibrations such as engine, hydraulic pump, aerodynamic force. These may cause cracking and destruction of the mechanical structure and sub-components by high-cycle fatigue. The axial piston type pump which is usually applied to the aircraft hydraulic pump can be necessarily accompanied by the fluid pulsation by continuous rotation of the axial piston. The fatigue crack was identified at the dampener fitting welding zone to prevent vibration damping during the running of aircraft equipped with this type of pulsation hydraulic pump. In order to understand the root cause of this matter, fracture and component analyses were carried out and also integral type dampener fitting was applied to prevent recurrence of the crack as a subject of design improvements. Structural integrity stress analysis, fatigue analysis, qualification test and aircraft system equipped test was conducted to verify the design validity in application to integral type dampener fitting. The test results were sufficiently satisfactory with the demand lifetime of the material from the various types of test as conducted and the subject of design improvement in this study could be objectively evaluated that shall be applied to the operational aircraft.

Identification and Modification of Dynamic Characteristics of Engine Mount System using Sensitivity Analysis (감도해석법을 이용한 엔진 마운트계의 동특성 규명 및 개선)

  • Oh, Jae-Eung;Choe, Sang-Ryoul;Jo, Jun-Ho;Lee, Jung-Hwan;Pack, Ho
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.25-30
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    • 1992
  • 최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

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On-line Fundamental Frequency Tracking Method for Harmonic Signal and Application to ANC (조화신호의 실시간 기본 주파수 추종 방법과 능동소음제어에의 응용)

  • Kim, Sun-Min;Park, Young-Jin
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2000.06a
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    • pp.263-268
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    • 2000
  • In this paper, a new indirect feedback active noise control (ANC) scheme based on the fundamental frequency estimation is proposed for systems with a harmonic noise. When reference signals necessary for feedforward ANC configuration is difficult to obtain, the conventional ANC algorithms for multi-tonal noise do not measure the reference signals but generate them with the estimated frequencies. However, the beating phenomena, in which certain frequency components of the noise vanish intermittently, may make the adaptive frequency estimation difficult. The confusion in the estimated frequencies due to the beating phenomena makes the generated reference signals worthless. The proposed algorithm consists of two parts. The first part is a reference generator using the fundamental frequency estimation and the second one is the conventional feedforward control. We propose the fundamental frequency estimation algorithm using decision rules, which is insensitive to the beating phenomena. In addition, the proposed fundamental frequency estimation algorithm has good tracking capability and lower variance of frequency estimation error than that of the conventional cascade ANF method. We are also able to control all interested modes of the noise, even which cannot be estimated by the conventional frequency estimation method because of the poor SIN ratio. We verify the performance of the proposed ANC method through simulations for the measured cabin noise of a passenger ship and the measured time-varying engine booming noise of a passenger vehicle.

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Conceptual Design of Electric-Pump Motor for 50kW Rocket Engine (50kW급 로켓 엔진용 전기펌프 모터의 개념 설계)

  • Kim, Hong-Kyo;Kwak, Hyun-Duck;Choi, Chang-Ho;Kim, Jeong
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.46 no.2
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    • pp.175-181
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    • 2018
  • Electric pump system is new technology for next generation propulsion unit. The system has simple structure which dose not need gas generator, injector and turbine and might better pump for low cost and low payload rocket. Therefore, this paper suggests conceptual design of electric-pump Permanent-Magnet Synchronous Motor (PMSM) which has 50 kW & 50,000 RPM for rocket. To satisfy the system's requirement, electromagnetic analysis is conducted for suitable inner and outer diameter of stator and rotor which uses 4000 Gauss cylinder magnet and Inconel 718 can to fix whole rotor. Futhermore, to confirm rotational vibration, rotordynamics analysis is conducted. By this analysis, Campbell diagram is printed. From the diagram, natural frequency could be determined for the only motor and dynamo meter test bench.

Noise Source Identification of a Starter Motor using DOE (Design of Experiments: A Case Study) (실험계획법을 이용한 차량용 시동장치의 소음원 규명 및 개선 사례에 관한 연구)

  • Park, Soon-Sik;Lim, Byoung-Duk
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.16 no.1
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    • pp.106-113
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    • 2008
  • The starter motor noise is usually well identified by the customers since it is operated while the engine is quiet, and leaves distinct impressions of the vehicle. In this study the design of experiments(DOE) was applied to the identification of the noise sources of direct drive starter motor since this process usually requires lengthy analysis and elaborate experiments. In the first stage of the test, five controllable factors(alignment and dynamic unbalance of armature, tightening torques of T/bolt and center bracket bolt, and alignment of the center bracket-yoke-rear bracket), excluding static unbalance, are sorted out of all possible factors. Test results showed that the dynamic unbalance and misalignment of armature are the major factors. However, the error level of the first test was relatively high, indicating that there might be some missing major factors. In the second stage test the results showed that both static and dynamic unbalances are the dominant factors contributing to more than 80% of the overall noise, while the misalignment contributes around 12%. Error of the second test was about 4% that could be considered satisfactory. The noise level of the optimal product was predicted to be reduced by 19dBA, and verification test showed the average noise reduction of 16.8dBA with the standard deviation of 3.2dBA, and proved the usefulness of the whole DOE process.

Effect of Swirl Injector with Multi-Stage Tangential Entry on Acoustic Damping in Liquid Rocket Engine (액체로켓에서 다단 접선 유입구를 갖는 스월인젝터의 음향학적 감쇠기능)

  • ;;;;Bazarov, V. G.
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.10
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    • pp.71-79
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    • 2006
  • Swirl injector with multi-stage tangential entry was analyzed to suppress high-frequency combustion instability in Liquid Rocket Engines. In order to analyze the effect of swirl injector as an acoustic absorber, swirl injector was regarded as a quarter-wave resonator and it's damping capacity is verified in atmospheric temperature. It has a finite mode of vibration and natural frequencies which can be tuned to the natural frequencies of a model combustion chamber. The interior air core shape of injector is more stable in the case of using the swirl injector with multi-stage entry than with single-stage entry. Also, when the swirl injector with multi-stage entry is used, tuned-injector length for unstable mode is well agreed with the calculated length. From the experimental data, it is proved that if the interior air core shape of swirl injector is stable, the fine tuned swirl injector can decrease the unstable mode of model chamber effectively and increase the damping rate.

Finite element-based software-in-the-loop for offline post-processing and real-time simulations

  • Oveisi, Atta;Sukhairi, T. Arriessa;Nestorovic, Tamara
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • v.67 no.6
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    • pp.643-658
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    • 2018
  • In this paper, we introduce a new framework for running the finite element (FE) packages inside an online Loop together with MATLAB. Contrary to the Hardware-in-the-Loop techniques (HiL), in the proposed Software-in-the-Loop framework (SiL), the FE package represents a simulation platform replicating the real system which can be out of access due to several strategic reasons, e.g., costs and accessibility. Practically, SiL for sophisticated structural design and multi-physical simulations provides a platform for preliminary tests before prototyping and mass production. This feature may reduce the new product's costs significantly and may add several flexibilities in implementing different instruments with the goal of shortlisting the most cost-effective ones before moving to real-time experiments for the civil and mechanical systems. The proposed SiL interconnection is not limited to ABAQUS as long as the host FE package is capable of executing user-defined commands in FORTRAN language. The focal point of this research is on using the compiled FORTRAN subroutine as a messenger between ABAQUS/CAE kernel and MATLAB Engine. In order to show the generality of the proposed scheme, the limitations of the available SiL schemes in the literature are addressed in this paper. Additionally, all technical details for establishing the connection between FEM and MATLAB are provided for the interested reader. Finally, two numerical sub-problems are defined for offline and online post-processing, i.e., offline optimization and closed-loop system performance analysis in control theory.