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[국내논문] 강판 스프링형 비틀림 진동댐퍼의 강성설계 연구
A Study on the Stiffness Design for a Steel Spring Torsional Vibration Damper 원문보기

한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering, v.23 no.11, 2013년, pp.996 - 1002  

이동환 (Korea Institute of Machinery & Materials) ,  정태영 (Korea Institute of Machinery & Materials) ,  김영철 (Korea Institute of Machinery & Materials)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Conditions of stiffness for a steel spring torsional vibration damper are difficult and ambiguous. Nevertheless correct estimation of stiffness is essential and important in the damper design for the damper to activate properly in the field. In this paper, to build up the estimation method of steel ...

Keyword

#강판 스프링   #강성설계   #축소모델   #공진  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 연구에서는 댐퍼의 축소모형을 고안 설계하고 실험에 의하여 모형의 공진주파수를 파악한 후 해석 모델의 경계조건을 맞추어가는 시도를 하였다. 그 결과는 강판 스프링형 댐퍼 시작품의 해석결과와 비교 검증하였다.

가설 설정

  • 해석 모델은 Figs. 7, 8과 같이 실제 작동 현상에 의거하여 축 방향 운동을 구속하고 스프링과 외륜의 결합은 고정조건으로 가정하였다. 해석에는 ANSYS 유한요소 프로그램이 사용되었다.
  • 8과 같이 내륜의 원주면 전체는 고정(fixed)되고 외륜의 단면은 마찰이 없는 조건으로 측 방향 운동은 구속된다. 스프링과 외륜의 경계 조건은 고정이고 스프링과 내륜의 고정 조건은 두께 0.1 mm의 강 재질의 박판이 스프링과 내륜에 결합 되는 것으로 가정하였다. 메쉬(mesh)의 수는 축소모형에서 측판을 제거한 경우 절점 수 40,000개 요소 수 21,000개로 하였고 모두 조립된 축소모형의 경우 절점 수 88,000개 요소 수 30,000개로 하였다.
  • 18과 같다. 즉, 내륜의 면 전체를 고정(fixed)하고 외륜면은 마찰이 없다는 조건을 가정하여 축 방향 운동을 구속하였다. 스프링과 내륜의 고정 조건은 두께 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
강판 스프링형 댐퍼의 역할은 무엇인가? 선박에 설치되는 중대형 디젤엔진에서는 운전 시 엔진 크랭크축에 작용하는 비틀림 응력을 선급이 규제하는 제한치 이내로 유지하기 위해서 거의 필수적으로 강판 스프링형 댐퍼를 사용하고 있다(1,2). 이때 강판 스프링형 댐퍼는 여러 개의 강판 스프링이 각각 inner star와 outer member 사이에 연결되어 비틀림 상대운동을 하는데 매개 역할을 한다. 그런데 그 연결구조의 경계조건은 매우 복잡하여 해석 모델의 구축이 쉽지 않다.
강판 스프링 댐퍼 공정 과정중에서 문제점은 무엇인가? 그림에서 보는 바와 같이 경계조건이 매우 복잡하고 조립 시 공차 관리가 매우 중요하다. 더욱이 강판 스프링형 중대형 댐퍼는 외형질량이 매우 커서 제작 조립된 댐퍼를 공장이나 실험실에서 실험에 의한 공진 동조의 검증을 하기 어렵기 때문에 선급에서도 해석에 의한 검증과 시운전 시 확인에 의존하고 있는 실정이다.
선박에 설치되는 중대형 디젤엔진은 무엇인가? 선박에 설치되는 중대형 디젤엔진에서는 운전 시 엔진 크랭크축에 작용하는 비틀림 응력을 선급이 규제하는 제한치 이내로 유지하기 위해서 거의 필수적으로 강판 스프링형 댐퍼를 사용하고 있다(1,2). 이때 강판 스프링형 댐퍼는 여러 개의 강판 스프링이 각각 inner star와 outer member 사이에 연결되어 비틀림 상대운동을 하는데 매개 역할을 한다.
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참고문헌 (6)

  1. Lee, D. C. et al., 2009, A Study on the Torsional Vibration Characteristics of Super Large Two Stroke Low Speed Diesel Engines with Tuning Damper, Transaction of Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 19, No. 1, pp. 64-75. 

    원문보기 상세보기 crossref

  2. IACS(International Association of Classification Societies), 1984, Permissible Limits of Stress Due to Torsional Vibration for Intermediate, Thrust and Propeller Shaft, IACS Rule Book M48. 

  3. Torsten, P., 2007, Parametric Identification of Torsional Vibration by Modern Measurement and Calculation Methods, CIMAC Congress, Vienna, Paper No. 130, pp. 2-3. 

  4. Lee, D. H. et al., 2010, Study on the Parameter Decision of Spring-viscous Dampers for the Torsional Vibration Reduction of Diesel Engine Shafting System, Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 20, No. 15, pp. 1168-1175. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. Lee D. H. et al., 2010, Estimation of Dynamic Characteristics on the Torsional Vibration Spring-viscous Damper, Proceedings of the KSNVE Annual Spring Conference, pp. 469-470. 

  6. Lee, D. H. et al., 2010, Development of Torsional Vibration Damper for Diesel Engine Propulsion and Generator System, KIMM-MKE Report, 08-DU-MC-01, pp. 15-21. 

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