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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 장건희
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
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본 연구에서는 회전체 시스템 동특성의 효율적이고 신속한 측정을 위하여, 실제 모터 시스템에 작은 불평형 질량을 추가한 불균형 응답에 의한 (imbalance response measurements) 멀티 탑 포일(multi-top foils) 공기 포일 베어링(air foil bearings)의 유효 동적 계수 측정에 관한 연구를 수행하였다. 공기 포일 베어링으로 지지된 축 직경 40mm의 영구 자석 동기 전동기(permanent magnet synchronous motor)를 50 krpm으로 구동 후 관성감속(coastdown) 시키며 불균형 응답 신호를 측정하였다. 연구에 사용된 공기 포일 베어링은 탑 포일(top foil)과 범프 포일(bump foil)이 각각120 도씩 3부분으로 분리된 멀티 탑 포일 베어링으로 각각 70 μm 의 예압(preload)이 각각의 포일 중앙에 주어진다. 추가된 불평형 질량이 없는 상태에서 관성감속 실험을 통하여 회전체 진동의 크기와 위상각을 측정한 후 100 mg과 150 mg의 추가 불평형 질량을 추가하여 동일한 방법으로 회전체 진동의 크기와 위상각을 측정하였다. 순수 불평형 질량에 의한 회전체 진동은 기준치 감법(baseline subtraction)을 통하여 베이스라인 회전체 진동을 제거함으로써 추출하였다. 베이스라인이 제거된 회전체 진동의 크기와 위상각을 통하여 추정된 고유 진동수(natural frequency)와 위험속도(critical speed)를 통하여 유효 강성(effective stiffness)과 유효 감쇠(effective damping)를 계산하였다. 또한, 실험결과와 선형화 모델(linearlized model)을 이용하여 구한 유효 강성과 유효 감쇠는 베어링 해석결과와 비교하여 검증되었다. 결과적으로 공기 포일 베어링의 강성 및 감쇠는 윤활 매체인 공기의 압축성으로 인하여 속도에 따라 변화하지만, 본 논문에서 제시한 유효 강성 및 유효 감쇠는 위험속도 부근의 동적 거동으로부터 계산되는 대표값으로서 가장 간략하게 베어링의 강성 및 감쇠를 표현하며, 위험속도 부근에서는 베어링 해석을 통한 동특성 계수와 근사하였다. 특히, 고속 운전하는 회전체에서 발생하는 비동기 불안정 진동은 위험속도 부근에서 발생하고, 동기 진동에 의한 회전체 거동은 불평형 응답 해석을 통해 유효 동특성 계수의 유효성이 확인되었다.
목차
차 례차 례 iLIST OF FIGURES iiiLIST OF TABLES vLIST OF SYMBOLS vi요 지 viii제 1 장 서론 11.1 연구 배경 11.2 연구 목적 및 내용 6제 2 장 실험장치 설계 및 회전체 해석 모데링 82.1 가스 포일 베어링 동특성 실험장치 82.2 가스 포일 베어링으로 지지되는 회전축 모델링 13제 3 장 실험 방법 및 유효 동특성 계산법 193.1 실험데이터 측정 193.1.1. 동특성 측정 개요 193.1.2. 회전체 진동 측정 213.2 기준치 감법 253.3 유효 동특성 계수 추출을 위한 시스템 모델링 29제 4 장 결과 31제 5 장 결론 34부 록 36참고 문헌 39ABSTRACT 43
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