초록 ▼

선박용 대형 엔진은 회전수가 낮기 때문에 탄성지지계의 고유진동수를 엔진의 상용회 전수 이하로 낮추는 것이 곤란하여 엔진을 직접 선체의 이중저에 고정한다. 그러나, 엔진이 비교적 가볍고 회전수가 높은 중.고속 엔진은 전달력에 의한 고체음을 제어하기 위하여 탄성지지계를 채택하고 있는 경향이 점증하고 있다. 최근에는 엔진회전수가 비교적 낮은(300rpm~400rpm)엔진에도 이를 채택하고 있다. 또한 해양 탐사선,어선, 군함등과 같은 특수선은 음파로 많은 정보를 얻기 때문에, 음파에 혼입되는 잡음을 줄이기 위하여 선태 기기

선박용 대형 엔진은 회전수가 낮기 때문에 탄성지지계의 고유진동수를 엔진의 상용회 전수 이하로 낮추는 것이 곤란하여 엔진을 직접 선체의 이중저에 고정한다. 그러나, 엔진이 비교적 가볍고 회전수가 높은 중.고속 엔진은 전달력에 의한 고체음을 제어하기 위하여 탄성지지계를 채택하고 있는 경향이 점증하고 있다. 최근에는 엔진회전수가 비교적 낮은(300rpm~400rpm)엔진에도 이를 채택하고 있다. 또한 해양 탐사선,어선, 군함등과 같은 특수선은 음파로 많은 정보를 얻기 때문에, 음파에 혼입되는 잡음을 줄이기 위하여 선태 기기들의 소음.진동을 탄성지지로 제어하고 있다.탄성지지게에 대한 연구는 대부분 자동차용 엔진에 대한 것으로, 이를 선박용 엔진의탄성지지계에 그대로 적용하기에는 한계가 있다. 이는 자동차용 엔진은 자중에 비해 회전수가 높고, 기진력이 작을 뿐만 아니라, 운전 조건이 선박용 엔진과는 차이가 크기 때문이다. 선박의 추진용 엔진은 입.출항시에는 무부하회전수를, 그리고 순항중에는 연속최대회전수 근방을 주로 사용한다. 또한, 선박용 엔진은 해상이라는 특수한 환경때문에 착화실패또는 감통운전을 하는 경우가 있으므로 이도 고려하여 탄성지지계를 설계하여야 한다.선박용 엔진의 탄성지지계에 대한 연구는 대개 탄성지지계를 1질점 6자유도계(단순탄성지지계)로 모델링하여 진동특성을 해석하고 있다. 그러나, 단순탄성지지계로는 시린더에서 착화실패가 발생하거나, 특수 목적선의 진동전달력을 효과적으로 제어하기에는 한계가있다.본 연구에서는 선박용 엔진에 이중탄성지지를 적용하고 2질점 12자유도를 갖는 진동계(이중탄성지지계)로 모델링하였다. 또한 엔진의 기진력을 정식화하여 이중탄성지지계의 강제진동을 해석하기 위한 전산프로그램을 개발하였다. 이를 실제 선박용 엔진의 이중탄성지지계에 적용하고 강제진동을 해석하여 단순탄성지지계와 비교검토한 결과, 진동절연 특성이 개선됨을 확인하였다. 그리고, 이중 탄성지지계의 설계변수 (질량, 탄성지지의 설치각도,위치, 동특성 등)가 탄성지지계의 진동특성에 미치는 영향을 다각적으로 검토하였다.현재 선박용 엔진 탄성지지게에 대한 설게는 기술제휴선이나 외국 전문용역업체에 전적으로 의뢰하고 있으며 사용되는 부품도 거의 전량을 수입에 의존하고 있는 실정이다.따라서 본 연구의 결과는 국내 조선소와 관련업체에 엔진 탄성지지계에 대한 설계기술 확립에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단되며, 또한 탄성고무의 국산화 개발에도 활용되기를 기대한다.

Abstract ▼

Since it is not effective to control the natural frequcency of theresilient mounting system of a large sized-marine engine running under the normalspeed, the engine is directly fixed to the double bottom of the ship. However, there isa tendency of using the resilient mounting system to cont

Since it is not effective to control the natural frequcency of theresilient mounting system of a large sized-marine engine running under the normalspeed, the engine is directly fixed to the double bottom of the ship. However, there isa tendency of using the resilient mounting system to control the structure born noisetransimitted from the exciting force in the case of a engine of which weight iscomparatively light and of which speed is comparatively high. According to recentreports, the resilient mounting system is applied to control the vibration of a enginerunning up to 300-400 R.P.M.. Furthermore, the resilient system is also used to theships such as marine exploring ships, fishing boats, and military vessels in order toreduce the nosies from the engine because those ships are using sonar systems to get alot of information to navigate and to operate themselves.It is not desirous to apply the results for the resilient mounting systems ofautomobile engines to the controls of the vibrations of marine engines. Because theoperating conditions of marine engines are different from those of aotomobil engines ofwhich R.P.M. is not only relatively high and but also the exciting force is small thanthat of marine engines. Marine engines are worked under the idle speed in port andare operated up to the maximum contineous revolution at sea(running up condition).And marine engines are usually worked in inevinetable conditons such as a misfirecondition by various operating factors and a cut-off cylinder operating condition.Concerning the above running conditions, a resilient mounting system should bedesigned in the case of marine engines.Generally, in the analyses for the vibratory characteristics of marine engines thesingle mounting system that has 1 mass and 6 degree of freedom is applied. However,it is not appropriate to apply the analyses on the single mounting system to theanalyses for the vibratory systems having a misfire condition and for the vibratorysystems of special ships mentioned in the above.In this study, a model is suggested, in which a double mounting system is appliedusing a 2 mass and 12 degree of freedom for the marine engines. Furthermore, asoftware formulating the exciting force of the engine and analizing the forced vibrationof the double mounting system is developed. It was verified that the vibrationisolating characteristics of the double mounting system was improved by the applicationof the results for the 2 mass and 12 degree of freedom. And also, the effects ofdesign parameters such as the sub-mass of the double mounts, the fitting angle, thelocation, and the dynamic characteristics of the resilient mounting system, areinvestigated respectively.Most of the design techniques for the resilient mounting system depend on foreigntechnologies and the components for the mounting system are also imported at presentsituation. Accordingly, it is expected that the results from this study are able toprovide a design technique for the resilient mounting system to the ship buildingcompanies and the related ones. Therefore, the domestic made resilient rubber isexpected to be seen ina near future.

목차 Contents

• 1. 서 론...7
• 2. 이중 탄성지지계의 이론 해석...8
• 2.1 엔진의 탄성지지계에 대한 모델링...8
• 2.2 이중 탄성지지계의 운동방정식 유도...9
• 2.2.1 이중 탄성지지계의 운동에너지...10
• 2.2.2 이중 탄성지지계의 위치에너지와 감쇠에너지...12
• 2.2.3 이중 탄성지지계의 운동방정식...14
• 2.3 이중 탄성지지계의 강제진동해석...15
• 2.3.1 왕복질량과 회전질량에 의한 관성력...15
• 2.3.2 가스압력 및 왕복질량의 관성력에 의한 회전토오크...16
• 2.3.3 이중 탄성지지계의 전달력...19
• 3. 이중 탄성지지계의 진동특성 해석 고찰...20
• 3.1 단순 탄성지지계의 진동특성...20
• 3.2 이중 탄성지지계의 진동특성...26
• 3.2.1 탄성고무의 동특성 변경에 따른 전달력...27
• 3.2.2 탄성고무의 설치각도 변경에 따른 전달력...27
• 3.3 정적 변위...32
• 4. 결론...33
• 5. 참고문헌...34