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문제 정의
- 하지만, 이 방법은 회전축의 동적 자유도가 증가하면 과다한 계산시간 및 비용으로 인해 적용에 어려움이 많다. 본 논문에서는 유한요소 모델링, 시간 경과의 Houbolt 수치 적분 알고리즘과 전달행렬 방법을 이용하여 시간영역 및 동적계의 비선형 해석까지 전개가 가능한 유한요소.전달행렬(FE-TM)방법을 적용하였다[4-9].
- 본 논문에서는 구름 베어링으로 지지된 크랭크축의 동적 거동과 동특성을 이론적으로 해석하였다. 압축하중을 받는 왕복동형 압축기구의 운동방정식을 유도하여 크랭크축에 작용하는 하중을 계산하였다.
가설 설정
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4-1. 수치적 계산 과정
정상 운전 조건일 때 크랭크축에서 2π(rad)의 회전을 한 주기로 가정하여 그 때의 주기시간을 7;라 하면, 처음에 가정된 초기 각속도가 한 주기시간 7; 후의 각 속도의 값과 일치해야 하는 해의 주기성 조건을 만족해야 한다. 초기 회전 각속도와 마찰계수의 값이 가정 되면, 연립 비선형 방정식계로 구성되는 각 단에서의 구속력 Txi, Sxi, §”((/= 12, 34)를 Newton-Raphson의 방법으로 계산하였다.
- 계산에 적용된 CNG압축기의 주요 기계적 상수 및 운전조건들을 Table 1에 나타내었다. 또, 일반적으로 유연한 축-베어링 시스템은 분포질량 및 탄성을 갖는 유한 축의 영역 요소, 강체 원판 및 이산화된 베어링으로 구성되는 점 요소가 상호 결합된 요소의 조합으로 가정된다. 압축기의 해석 모델에는 원판요소로 간주될만한 형상이 없으므로 고려하지 않았다.
- 일반적으로, 구름 베어링의 강성계수는 Kxx와 Kyy 값이 지배적이고, 롤러 베어링은 서로 같은 크기이므로 K=Km = Kyy1=Kxx2=Kyy2로 가정하였다. 크랭크축을 지지하는 베어링 강성 계수의 영향를 고려하기 위하여, 지지 베어링의 강성값(K)의 변화에 따른 동적 거 동을 해석하였다.
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