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문제 정의
- 본 논문에서는 대형 선박 엔진용 크랭크축의 동 적 해석을 위한 모델 축약 기법으로 단면 계수법을 이용한 보-질량 모델을 개발하였다. 단면계수 법은 구조물 단면 형상 그 자체를 변화시키는 것이 아니라 형상 계수 즉, 단면적, 관성모멘트 등을 변화 시켜 설계자의 목적을 만족시키는 방법이다.
- 요소를 사용하여 모델링 한다. 그러나 동적 해석시 많은 시간이 소요되기 때문에 축약모델이 요구되고 있으며, 본 연구에서는 효과적인 축약모델로서 단면계수법을 이용한 보-질량 모델 기법을 제안하고자 한다.
- 이 결과는 보-질량 모델을 생성하기 위한 참조(reference) 대상으로 사용된다. 모달해석은 축약모델이 참조모델의 동특성을 계승하게 하는 것이 목적이기 때문에 수행된 것이다.
- 본 절에서는 크랭크축 모델 축약을 위해 앞서 설명한 보-질량 모델 제작 방법을 적용하고자 한다. 우선, 크랭크축을 Fig.
- 본 연구에서는 초대형 선박 엔진의 구조물 중 크랭크축의 동특성 문제를 풀기 위한 축약모델로 보-질량 모델 생성기법을 제안하였다. 보-질량 모델 제작 과정 중에 사용된 단면계수법은 기존에 여러 방면에서 많이 사용된 바 있는 기법이며, 충분히 신뢰할 수 있음을 확인할 수 있었다.
가설 설정
- 나머지 부분들의 집중 질량의 위치는 크랭크축의 기하학적 형상으로부터 구한 질량중심의 위치에 일치하도록 분포시켰으며, 질량과 질량중심, 질량관성 모멘트를 계산하였다. 크랭크 핀 및 저널과 같은 축 형상을 갖는 부분은 때보로 표현될 때 보의 지름이 실제 축의 지름을 갖는 원형 단면 보로 가정하였다. 축의 단면계수는 직관적으로 계산이 가능하므로 해당 계수를 얻을 수 있다.
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