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저자정보
김재승 (한국기계연구원 스마트산업기계연구실) 문상곤 (한국기계연구원 스마트산업기계연구실) 한정우 (한국기계연구원 스마트산업기계연구실) 이근호 (한국기계연구원 스마트산업기계연구실) 김민근 (한국기계연구원 스마트산업기계연구실)
저널정보
한국전산구조공학회 한국전산구조공학회논문집 한국전산구조공학회논문집 제35권 제4호
발행연도
2022.8
수록면
243 - 248 (6page)
DOI
https://doi.org/10.7734/COSEIK.2022.35.4.243

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본 논문에서는 1차원 오일러 보 요소(Euler-Bernoulli Beam Element)를 이용한 회전익기 축계에 대한 중량 최적설계를 수행하였다. 회전 축계의 특성을 고려해 비틀림(Torsion)과 베어링과 같은 축지지 강성 및 플랜지(Flange) 질량을 모두 고려하였고, 동적 안전성 확보를 위해 고유치 해석을 수행하여 임계속도(Critical Speed)와 기어박스로부터 오는 치 변형 가진을 회피할 수 있도록 하였다. 축의 길이는 고정된 상태에서 두께와 반경을 조절하여 중량 최적화를 수행하였으며, 최적화 과정은 2단계로 나누어 진행하였다. 1단계에서는 비틀림 강도를 제약조건으로 하여 중량을 최적화한 후 2단계에서는 축계 안정성 확보 기준(Headquarters, U.S. Army Material Command, 1974)에 따라 축의 비틀림 강도에 대한 제약조건을 만족시키며, 축의 1차 모드가 임계속도를 회피할 수 있도록 축 1차모드와 임계속도의 차이가 최대가 되도록 최적화를 진행하였다. 주어진 1차원 보 요소를 이용하여 최적설계를 한 결과를 3차원 유한요소 모델과 실제 제작된 축게의 시험결과와 비교하여 제안된 방법을 검증하였다.
#1차원 보요소 #회전축계 #중량최적설계 #동적안정성 #one-dimensional beam element #shaft system #weight optimization #dynamic stability

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