An analytical and experimental investigation is performed into the mechanical behavior of carbon-fiber/epoxy woven coned annular disk springs. An analytical approach is presented for predicting the deformation behavior of disk springs of specially orthotropic laminates with arbitrary geometric parameters. In addition, an analytical methodology is proposed for obtaining the deformation behavior of a stack of disk springs. The methodology is capable of accounting for parallel and series arrangements for uniform and irregular stacks. Element and assembly experimental results are used to validate the proposed method showing how to achieve flexible spring rates at various deflections ranges. This manuscript also provides guidelines for design and validation of disk spring assemblies.
Increasing the density magnetic recording of a hard disk drive needs to improve position control of a slider. We have troubles analyzing position of a slider by nonlinear property of pivot ball bearing. Many researches analyze a hard disk drive to change pivot ball bearing part from balls to springs. Pivot ball bearing operates by rotation and movement of balls. This study considers Hertzian contact force when balls contact with outer race to analyze nonlinear movement of a ball bearing. Experiment of this study measures movement of a circular center of a pivot ball bearing. We also verify the simulation results and the experiment results.
본 연구에서는 비선형 디스크 스프링과 고무링으로 구성된 완충장치의 감쇠에 관하여 연구하였다. 고무링의 마찰력과 디스크 스프링의 이력현상을 측정하여, 디스크 스프링의 적층 배열에 따른 이력곡선을 근사하고, 소산되는 에너지의 양을 추산하였다. 마찰력과 소산 에너지에 근거하여 네 종류의 감쇠 해석모델을 제시하였으며, 각각의 모델에 대한 충격응답을 고찰하였다. 고무링의 마찰력보다는 디스크 스프링의 이력현상이 완충장치의 감쇠거동에서 더 큰 영향을 미치었다. 가장 실용적인 감쇠 모델로는 소산되는 총 에너지의 양에 근거한 등가 점성 감쇠 모델이 다른 감쇠 모델보다 적합하다는 결론을 얻었다.
Battista, Ronaldo C.;Pfeil, Michele S.;Carvalho, Eliane M.L.;Varela, Wendell D.
Smart Structures and Systems
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제21권1호
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pp.99-111
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2018
Wind induced large bending oscillation amplitudes in tall and slender telecommunication steel towers may lead to precocious fatigue cracks and consequent risk of collapse of these structures, many of them installed in rural areas alongside highways and in highly populated urban areas. Varying stress amplitudes at hot spots may be attenuated by means of passive control mechanical devices installed in the tower. This paper gives an account of both mathematical-numerical model and the technique applied to design and evaluate the performance of a double controller installed in existing towers which is composed by a nonlinear pendulum and a novel type of passive controller described herein as a planar motion disk mounted on shear springs. Results of experimental measurements carried out on two slender tubular steel towers under wind action demonstrate the efficiency of the double controllers in attenuating the towers bending oscillation amplitudes and consequent stress amplitudes extending the towers fatigue life.
본 연구에서는 5 MW 급 대형 풍력터빈 절연커플링의 시험평가 장치를 자체설계 개발하였다. 3 MW 급 대형 풍력터빈용 절연커플링에 대한 공인성능시험평가를 수행하고 시험장치에 대해서는 개발요구도, 장치설계, 기능적 고려사항, 구조진동해석 및 검토 결과를 제시하였다. 본 연구에서 고려한 대형 풍력용 절연커플링 모델과 같이 필라멘트와인딩 공법으로 제작된 두꺼운 유리섬유 복합재 파이프의 경우 shell 요소 기반의 유한요소 해석기법과 두께 효과를 정확하게 모델링 할 수 있는 복합재 적층형 3D solid 모델링 기법의 비교결과를 제시하였다. 또한 다수의 판스프링이 적층된 형태로 제작된 디스크팩 구조에 대한 효과적인 비선형 유한요소 해석기법을 제시하고 시험평가 결과와 비교 검증을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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