• 제목/요약/키워드: shaft taper

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Dynamic analysis of a functionally graded tapered rotating shaft under thermal load via differential quadrature finite elements method

  • Fethi, Hadjoui;Ahmed, Saimi;Ismail, Bensaid;Abdelhamid, Hadjoui
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제10권1호
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    • pp.19-49
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    • 2023
  • The present study proposes a theoretical and numerical investigation on the dynamic response behaviour of a functional graded (FG) ceramic-metal tapered rotor shaft system, by the differential quadrature finite elements method (DQFEM) to identify the natural frequencies for modelling and analysis of the structure with suitable validations. The purpose of this paper is to explore the influence of heat gradients on the natural frequency of rotation of FG shafts via three-dimensional solid elements, as well as a theoretical examination using the Timoshenko beam mode, which took into account the gyroscopic effect and rotational inertia. The functionally graded material's distribution is described by two distribution laws: the power law and the exponential law. To simulate varied thermal conditions, radial temperature distributions are obtained using the nonlinear temperature distribution (NLTD) and exponential temperature distribution (ETD) approaches. This work deals with the results of the effect on the fundamental frequencies of different material's laws gradation and temperature gradients distributions. Attempts are conducted to identify adequate explanations for the behaviours based on material characteristics. The effect of taper angle and material distribution on the dynamic behaviour of the FG conical rotor system is discussed.

형상계수를 이용한 사질토 지반에 타설된 테이퍼말뚝의 지지력 산정 (Calculation of Bearing Capacity of Tapered Drilled Shafts in Cohesionless Soils Using Shape Factor)

  • 백규호;이준환
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권12호
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    • pp.13-22
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    • 2008
  • 지반조건과 말뚝의 테이퍼각도가 태야퍼말뚝의 지지력에 미치는 영향을 조사하기 위해서 원통형말뚝과 테이퍼각도가 다른 두 개의 메이퍼딸뚝을 이용해서 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 시험결과에 띠르면 지반의 평균응력과 상대밀도가 커지면 테이퍼말뚝의 단위 선단지지력은 증가하였고, 말뚝의 테이퍼각도가 커집에 따라 느슨한 지반에서는 단위 선단지지력은 증가하였으나 조밀한 지반에서는 단위 선단지지력이 반대로 감소하였다. 그리고 테이퍼말뚝의 단위 주면마찰력은 지반의 수평 및 연직응력과 상대밀도, 말뚝의 테이퍼각도가 커짐에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 모형말뚝재하시험의 결과에 근거해서 형상계수를 표함한 테이퍼말뚝의 지지력 산정식을 제안하였고, 이 제안식에서는 지반조건과 테이퍼각도가 말뚝의 지지력에 미치는 영향이 고려되였다. 제안한 지지력 산정식에 대한 정확도를 검증하기 위해서 점토질 모래지반에 설치된 중간규모의 원통형말뚝과 테이퍼말뚝에 대한 현장재하시험이 실시되었고, 이때 측정된 지지력이 제안식에서 얻은 예측치와 비교되었다. 그 결과 제안된 지지력 산정식은 테이퍼말뚝의 지지력을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

모래지반에서 비배토 테이퍼말뚝의 연직거동 특성 (Axial Behavior of Non-Displacement Tapered Piles in Sand)

  • 백규호;이준환;김대홍
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권8호
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    • pp.35-45
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    • 2007
  • 말뚝의 거동특성은 지반조건 뿐만 아니라 말뚝의 형상에 의해서도 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 비배토 테이퍼말뚝과 원통형말뚝의 연직거동과 지지력 특성을 조사하기 위해서 선단지지력과 주면마찰력을 분리해서 측정할 수 있는 모형말뚝과 가압토조를 이용해서 총 12회의 모형말뚝시험을 실시하였다. 시험결과 원통형말뚝의 주면 하중은 말뚝 직경의 4%에 해당하는 침하량에서 극한치에 도달하였다. 반면 테이퍼말뚝의 주면하중은 말뚝이 침하함에 따라 계속 증가하는 경향을 보였으며, 원통형말뚝의 주면하중보다 상당히 큰 것으로 나타났다. 그리고 조밀한 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체지지력이 원통형말뚝보다 작은 반면 상대밀도가 보통인 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체 지지력이 원통형말뚝보다 큰 것으로 나타났다. 테이퍼말뚝의 단위 극한선단지지력은 지반의 토압계수가 0.4보다 클 때 원통형말뚝보다 컸으며, 테이퍼말뚝의 단위 극한주면마찰력은 지반의 토압계수와는 무관하게 원통형말뚝보다 큰 것을 알 수 있었다.

초음파 초정밀 가공 및 측정시스템에 대한 연구 (A Study on the Ultrasonic Micro-machining and Measurement System)

  • 주종남;한동철;박희재;박상신;제성욱
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권7호
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    • pp.133-140
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    • 2002
  • Ultrasonic Machining (USM) is widely used in cutting of non-conductive, brittle workpiece materials such as engineering ceramics. However, USM has a limitation in its application to micro machining because problems are occurred in attaching micro tools to the machine and maintaining high precision. Therefore Micro Ultrasonic Machining (MUSM) with WEDM is proposed in this research. The experiments are produced as the change of shaft diameter and abrasive size.

회전식 히이트 파이프의 성능에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study of the Factors Affecting the Performance of a Rotating Wickless Heat Pipe)

  • 고창석;김효경
    • 대한설비공학회지:설비저널
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    • 제14권1호
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    • pp.31-38
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    • 1985
  • By using the hollow shaft with $0.5^{\circ}$ internal taper, ball valve and rubber packing, charging the working fluid at engineering vacuum degree (vacuum pressure higher than 1 torr) and carrying out experiments, it was investigated the performance of rotating heat pipe with variant operating conditions. In this experiment, it was shown that it is impossible the internal liquid flow was laminar film flow which agree with the assumption of present theoretical analyses, but the internal vorticity makes the heat transfer increase and for the maximum heat transfer there is optimal mass loading for the given heat pipe geometry and operational conditions.

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원통형 및 테이퍼말뚝의 하중-침하특성 및 CPT지지력상관계수 (Evaluation of CPT-based Pile Load Capacity Factors with Cylindrical and Taper Pile)

  • 이준환;백규호;김대홍;김민기;황성욱
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.59-68
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    • 2007
  • 본 논문에서는 토조에 실시된 모형말뚝 재하실험과 콘관입실험을 통하여, 말뚝형태별 지지력 특성분석과 CPT지지력 상관계수를 평가하였다. 고려된 말뚝의 형태는 일반적인 현장타설말뚝에 적용되는 원통형 말뚝과 테이퍼형 말뚝이 고려되었다. 본 연구는 궁극적으로 강관주 송전탑의 기초구조물 형식개발과 설계기준 수립을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 기초형식별 거동과 지반상태의 영향 등을 중점적으로 살펴보았다. 말뚝 토조실험을 통해 나타난 결과에 의하면, 원통형 및 테이퍼형 말뚝의 전체지지력의 차이는 크지 않았으나, 개별 지지력요소의 거동은 말뚝형태별로 상이한 것으로 나타났다. 토조실험결과와 동일한 지반조건에 대해 수행된 CPT결과를 통해 말뚝지지력과 콘지지력의 관계를 나타내는 CPT지지력 상관계수의 변화추이를 도출하였다. CPT상관계수는 원통형 및 테이퍼형 말뚝형태를 비교함으로써 나타내었으며, 선단지지력과 주면마찰력의 요소별 변화추이를 제안하였다.

선회용 유성 기어박스의 유성기어 베어링 설계 (Planet Bearing Design of Slewing Planetary Gearbox)

  • 박영준;이근호;송진섭;남용윤;박성하
    • 한국생산제조학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.316-323
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    • 2012
  • In order to meet the service life of planetary gearbox, a planet bearing, well known as the component with the highest failure rate, is designed. To predict the bearing fatigue life, ISO standard(ISO/TS 16281) is used, and the design parameters of the bearing are optimized using a parametric method. The whole planetary gearbox model is developed using a commercial software to calculate loads acting on planet bearings accurately. The results state that the designed bearings are satisfied with the life of 15,000hours, and the bearings that consist of 22rollers of 58mm have 1.6times longer life and better load sharing relatively than 22rollers of 28.5mm. Also, the increase in preload of taper roller bearings on the output pinion shaft prolongs the life of planet bearings regardless of roller's length.

신생아 모발 표면을 둘러싸고 있는 비늘에 관한 주사전자현미경적 연구 (Scanning Electron Microscopic Study of Scales Surrounding the Surface of Newborn Hair)

  • 정희중;진현숙;장아영;장은주;장병수;김경숙
    • 융합정보논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.216-223
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    • 2020
  • 본 연구는 신생아 두피 모발의 기저부에서부터 말단부위까지의 외부형태와 모발 가로 직경 대비 모발 표면에 노출된 비늘의 장축 직경 비율을 주사전자현미경으로 관찰하였다. 신생아 모발은 두피에 인접한 부위에서 부터 모발의 끝부분으로 갈수록 완만하게 가늘어지는 것을 확인하였다. 본 연구에서 모발의 두께가 커질수록 노출된 비늘의 장축 직경 비율은 상대적으로 작아지는 것으로 확인되었지만 모발 표면의 노출된 비늘 장축 직경은 모발의 굵기에 관계없이 비슷한 길이로 나타났다. 결론적으로 가는 모발이나 굵은 모발 표면에 노출된 비늘의 장축 직경은 크게 변화하지 않는 것을 확인하였다.

차량용 사축식 피스톤 펌프의 피스톤 링과 실린더 보어간의 윤활특성에 관한 연구 (A study on lubrication characteristics between piston ring and cylinder bore of bent-axis type piston pump for vehicle)

  • 정재연;조인성;송규근;백일현;오석형;정석훈;정용욱
    • Tribology and Lubricants
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    • 제23권5호
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    • pp.201-206
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    • 2007
  • The bent-axis type piston pump which is driven by the piston rod works on the way that the piston rod drives the cylinder block, so the taper angle of the piston rod and the swivel angle between the cylinder block and the shaft are very important design factors. If the above factors cannot satisfy the conditions of optimum design, the friction loss between the cylinder bore and the piston increases, and the pump can even fail to work under conditions of severe friction and wear. Since the piston reciprocates in the cylinder bore with high velocity, and at the same time it rotates on its own axis and revolves on the center of the cylinder block, the decrease of the volume efficiency generated on account of the leakage between the cylinder bore and the piston. Therefore, to prevent this case, the piston ring is designed at the end of the piston, and the friction characteristics between the piston ring and the cylinder bore are in need of research due to its great influence on the performance of piston pump. Thus, in this paper, the elastic hydraulic oil's lubrication analyses of the film thickness, the pressure distribution, and the friction force, and so on, have been performed, and the lubrication characteristics between the piston ring and the cylinder bore are explored by the results of the numerical analysis, and it is contributed to realize the higher efficiency and the more advanced performance of the bent-axis type piston pump.