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열린 균열이 있는 일반 회전체계의 동적 모델링 및 해석
Dynamic Modeling and Analysis of General Rotor Systems with Open Cracks

홍성욱   (금오공과대학교 기계공학부UU0000297  ); 최성환   (금오공과대학교 대학원UU0000297  ); 이종원   (한국과학기술원 기계공학과UU0001375  );
  • 초록

    This paper presents an efficient modeling and dynamic analysis method for open cracked rotor bearing systems. An equivalent bending spring model is introduced to represent the structural weakening effect in the presence of cracks. The proposed modeling method is validated through a series of simulations and experiments. First, the proposed method Is rigorously compared with a commercial finite element code. Then, an experiment is performed to validate the proposed modeling method. Finally, a numerical example is introduced to demonstrate the possible application of the proposed method in the crack diagnosis for rotor systems.


  • 주제어

    회전체계 .   열린 균열 .   유한요소모델링 .   유연성계수 .   고유진동수 .   방향성주파수응답함수.  

  • 참고문헌 (17)

    1. A Time Domain Method for the Localization of Cracks in Rotors , Seibold, S.;Weinert , Journal of Soung and Vibration / v.195,pp.57-73,
    2. Vibration of a Beam with a Breathing Crack , Chondros, T. G.;Dimarogonas, A. D.;Yao, D. , Journal of Sound and Vibration / v.239,pp.57-67,
    3. Tada, H.;Paris, P.;Irwin, G. , The Sress Analysis of Cracks Handbook(2nd ed.) / v.,pp.,
    4. 엄밀한 동적요소와 유한요소 통합 해석에 관한 연구 , 홍성욱;조용주;김종선 , 한국소음진동공학회논문집 / v.12,pp.141-149,
         
    5. Identification of Rotating Asymmetry in Rotating Machines by Using Reverse dFRF , Lee, C. W.;Kwon, K. S. , J. Mechanical Engineering Science / v.215,pp.1053-1063,
    6. Vibration Analsis and Diagnosis of a Cracked Shaft , Tsai, T. C.;Wang, Y. Z. , Journal of Sound and Vibration / v.192,pp.607-620,
    7. Determination of Crack Location in Beams Using Natural Frequencies , Chinchalkar, S. , Journal of Soung and Vibration / v.247,pp.417-429,
    8. Natural Frequency Changes of a Cracked Timoshenko Beam by Modified Fourier Series , Zheng, D. Y.;Fan, S. C. , Journal of Sound and Vibration / v.246,pp.297-317,
    9. Modeling of a Simple Rotor with a Switching Crack and its Experimental Verification , Lee, C. W.;Yun, J. S.;Jun, O. S. , Journal of Vibration and Acoustics / v.114,pp.217-225,
    10. I-DEAS: Exploring I DEAS Design / v.,pp.,
    11. Approximate Calculation of the Fundamental Frequency for Bending Vibrations of Cracked Beams , Fernandez Saez, J.;Rubio. L.;Navarro, C. , Journal of Sound and Vibration / v.225,pp.345-352,
    12. Vibration and Crack Detection of a Rotor with Speed Dependent Bearings , Wu, M. C.;Huang, S. C. , International Journal of Mechanical Science / v.40,pp.545-555,
    13. Vibration of Cracked Structures: a State of the Art Review , Dimarogonas, A. , Engineering Fracture Mechanics / v.55,pp.831-857,
    14. Detection of Crack Location Using Cracked Beam Element Method for Structural Analysis , Viola, E.;Federici, L;Nobile, L. , Theoretical and Applied Fracture Mechanics / v.36,pp.23-35,
    15. Pilkey, W. D. , Formulas for Stress, Strain, and Structural Matrices / v.,pp.,
    16. Why We Need to Install Exciters in Rotating Machines: Benefits and Prospects , Lee, C. W. , First International Symposium on Stability Control of Rotating Machinery(ISCORMA-1) / v.,pp.,
    17. Dynamic Crack in the Shaft , Sekhar, A. S.;Prasad, P. B. , Journal of Sound and Vibration / v.208,pp.457-474,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (4)

    1. 2003. "Influence of Crack on Dynamic Behavior of Simply Supported Beam with Moving Mass" 한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering, 13(9): 720~729     
    2. 2003. "Generalized Modal Analysis of Asymmetrical Rotor System Using Modulated Coordinates" 한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering, 13(10): 813~820     
    3. Lee, Yong-Bok 2004. "" 유체기계저널 = Journal of fluid machinery, 7(1): 96~100     
    4. Huh, Young-Cheol ; Kim, Jae-Kwan ; Park, Seong-Hwan 2007. "A Study about the Damage Model of a Cantilever Beam with Open Crack Generated in Whole Breadth of the Beam" 한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering, 17(10): 936~945     

 저자의 다른 논문

  • 홍성욱 (80)

    1. 1992 "회전체 베어링계의 불균형응답 간접추정과 베어링 매개변수 규명" 소음진동 = Journal of KSNVE 2 (3): 193~202    
    2. 1995 "스팀터빈 발전기 진동진단 시스템 개발" 소음진동 = Journal of KSNVE 5 (4): 543~553    
    3. 1997 "이산화 기법에 의한 연속계의 동적 응답해석에 관한 연구" 소음진동 = Journal of KSNVE 7 (1): 135~142    
    4. 1998 "겹판스프링을 이용한 횡방향 진동절연댐퍼" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 22 (4): 843~858    
    5. 1998 "감쇠 요소를 포함하는 불균일 연속 보 구조물을 위한 엄밀한 모드 해석 방법" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 15 (12): 202~211    
    6. 1999 "여러 스팬을 갖는 티모센코 보 구조물의 이동하중에 의한 진동 해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 23 (11): 2058~2066    
    7. 1999 "엄밀한 동적 요소를 이용한 프레임 구조물의 모델링 및 모드 해석" 소음진동 = Journal of KSNVE 9 (5): 966~974    
    8. 1999 "다단 연속 회전체 베어링 계의 일반화된 모드 해석" 소음진동 = Journal of KSNVE 9 (3): 525~534    
    9. 1999 "디지털 모델링 기법에 의한 1차원 연속계의 모드 해석" 소음진동 = Journal of KSNVE 9 (1): 103~112    
    10. 1999 "기상에서의 표면 거칠기 측정에 의한 연삭 공정 모니터링" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 16 (1): 167~173    
  • 이종원 (61)

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