[글쓴이 : Mrguy] 동역학 문제의 유형에 관한 참고 자료

[tn지킴이]

- [TN칼럼]의 폐지로 이 글을 여기에 올립니다. 많이 양해 부탁드립니다.








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안녕하세요...
동역학과 진동학을 맡고 있는 Mrguy입니다.

다름이 아니라 앞서 동역학과 진동학 관련 게시판에 제가 올린
문제(동역학 문제의 유형)에 대해 좀 더 이해를 돕고자 관련 자료를
올립니다.

작년에 자동차관련 conference에 제시되었던 자료인데
제가 제시한 문제의 답을 상세히 설명해 주고 있어 참고가
되시라고 올려봅니다.

문서 양식이 pdf로 되어 있어서 acrobat reader가 깔려 있어야
볼 수 있습니다.

자료: http://cafe38.daum.net/_c21_/pds_down_hdn/Dyn1.pdf?grpid=AWO5&fldid=GrNY&dataid=17&grpcode=thinkingnote&realfile=Dyn1.pdf





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동역학 분야의 분류
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안녕하세요...
tn의 Mrguy입니다....

비는 이제 그만 왔음 하는데 언제까지 내릴지...


오늘은 앞으로 4회 정도에 걸쳐서 동역학, 진동학 분야 및 유사분야의

국내외 연구활동 및 동향에 관한 내용을 소개할까 합니다.

동역학과 진동학과 관련된 세부 연구 분야 및 관심의 대상이 되고

있는 분야에 대한 상세한 소개를 올려서 이 분야엔 이러이러한 연구들이 있고 진행되고 있구나 하는 것을 소개하는 것이니 참고가 되길 바라며...

이번 시간은 동역학과 진동학에서 진행되고 연구되고 있는 분야에 대한 내용 소개를 하도록 하지요..


가. 동역학 분야의 분류



1.차량동역학

: 차량동역학 분야의 연구는 주로 자동차를 비롯한 차량 시스템 및 그부품의 동특성에 관련된 연구가 주류를 이루고 있고

궤도차량, 철도 차량, 항공기 장착장치의 동특성에 관한 연구들도 약간씩 이루어지고 있다.



2.회전체 동역학


: 회전체 동역학 분야의 연구는 원칙적으로 구조동역학 분야에 포함되나, 이 분야의 활동이 특별히 활발하여 독립된 분야로 여기에 기술한다.

이 분야는 다시 회전축 동역학, 회전 블레이드 동역학, 회전 디스크 동역학 및 그 연관 분야들로 분류할 수 있으며, 그 중에서 회전축 동역학 분야에 가장 활발한 연구가 진행되고 있다.



3. 구조 동역학


: 구조 동역학 분야의 연구는 보(beam), 평판(plate), 쉘(shell)등 단위 구조요소들에 대한 동적 모델링 및 해석이 주류를 이루고 있고 제어공학 분야와 연관된 구조시스템 동특성에 대한 관한 연구도 이루어지고 있다. 이와 더불어서 구조동역학 해석시 필요한 효율적 적분 알고리즘에 관한 연구가 진행되고 있다.



4. 다물체 및 기구 동역학


: 다물체 및 기구동역구조 동역학 분야의 연구는 다물체 동역학과 로봇 기구학 및 동특성 해석 분야를 중심으로 연구가 진행되고 있다.

이상에서 소개한 4개 분야 외에 진행된 동역학 분야의 연구로는 실제 정밀기계 제품의 동특성에 대한 연구가 있다.



나. 진동 분야


진동분야는 기계, 건축,토목 전자 등 여러공학이 연계된 학문으로 국내에서는 70년대 중반부터 대학에서 관심을 갖게된 이래 현재에는 모든 공과대학, 정부출연 연구소 및 산업체 연구소에서도 많은 관심을 갖고 활발하게 연구되고 있는 분야이다.



1. 일반 기계진동


: 이 분야는 대학과 많은 분야의 산업체에서도 모두 관심이 있는 분야로 연구의 대상이 다양하다.

구체적으로 언급을 하면

(1) 회전식 로터리 압축기에서 압력 및 맥동해석,

(2) 하드디스크 드라이브 구동기 개발,

(3)광 픽업 액츄에이터의 공진 규명,

(4)water hammering(수격현상) 에 의한 배관의 진동 및 소음 발생과 수격 방지기의 효과,

(5)모터 구동게이트 밸브의 거동,

(6)수냉식 발전기 고정자 권선의 진동 특성,

(7)가스터빈 엔진용 베어링-댐퍼 시험기의 개발,

(8)대형 디젤엔진 발전기의 축의 비틀림 진동,

(9)산업용 송풍기의 진동저감, 열변형을 고려한 유연한 우주 구조물의 진동,

(10)점탄성 감쇠 구조물을 포함한 탄성 마운트의 진동,

(11)컨테이너 크레인 시뮬레이터의 개발 등으로

연구 대상이 산업기계 전반에 걸쳐 있다.



2. 회전체 진동


: 이 분야는 산업체와 대학이 연계하여 연구하고 있는 분야로 그 대상이 다양하다.
그 내용을 살펴보면

(1) 다중 얇은 원판의 유연 회전축계의 유한요소 및 실험적 모드해석,

(2) 수평형 자이로스코프의 진동,

(3) Fuzzy ID를 이용한 회전기계의 진단, 회전기계의 부분 마멸,

(4) 전동기 축계의 진동해석 프로그램 개발,

(5) 고속 회전체의 해석 모델을 위한 모형화 실험 연구,

(6) 회전디스크 스핀들계의 진동,

(7) 동유압 빗살무늬 저널 베어링의 동특성,

(8) Windows NT를 이용한 회전기계진동 모니터링 시스템 개발,

(9) 양극 발전기 로터 밸런싱에서 과다 진동신호 제어,

(10) 산업용 가스터빈 엔진의 회전체 역학 개발,

(11) 정보 저장기기의 회전 디스크 임계속도,

(12) 드럼식 전자동 세탁기의 진동, 회전기계의 이상 진동 진단

(13) 진동 로터-베어링 시스템의 횡-비틀림 연성 진동,

(14) 영구 자석을 사용한 모터의 코깅토크 등으로

연구대상이 회전기계 전반에 이르고 있다.



3. 수송기계 진동


: 이 분야는 특히 산업체에서 관심을 갖고 연구하는 분야로서 그 내용을 살펴보면,

(1) Ride Index를 이용한 산업용 차량의 출발 감각 평가,

(2) 항공기 착륙장치 응답의 몬테-칼로 해석,

(3) 현가계 특성 변경에 따른 Harshness 성능개선,

(4) 피스톤 슬랩에 의해 발생되는 엔진 진동의 예측,

(5) 자동차에 대한 음질 계측,

(6) 고무 부시 형태의 자동차용 충격 흡수기 마운트 설계,

(7) 산업용 지게차 조향 wheel 및 차체 진동 저감,

(8) 대형 트럭의 엔진 마운트계 평가 및 최적화 프로그램 개발,

(9) 아리랑 1호의 부품 레벨 랜덤 진동 규격과 진동환경 등으로

연구 대상이 수송기계 전반에 걸쳐 있다.



4. 보, 판 및 쉘의 구조 진동


: 이 분야는 주로 대학에서 관심을 갖고 연구하는 분야로서 그 내용을 살펴보면,

(1)전달 강성계수법과 유한요소법의 조합에 의한 평판의 강제진동,

(2) 평판과 보가 연결된 구조물에서 파의 산란과 진동 파워 흐름,

(3) 다양한 곡률을 갖는 등방성 판넬의 자유진동,

(4) 평판 내면 진동의 파워 흐름,

(5) 봉의 비틀림 진동 특성에 미치는 인접 점성유체의 영향,

(6) 외팔보의 과도상태 진동시 응력분포,

(7) 맥동 종동력을 받으며 스핀이 있는 양단 자유보의 동적 안정성,

(8) 축방향 이동 속도를 갖는 유연한 현에 대한 동적 특성,

(9) 보강재를 가진 회전하는 외팔 평판의 진동,

(10) 유체가 채워진 단순지지 원통 쉘의 진동,

(11)외부에 사각판이 결합된 원통 쉘의 자유진동 등이 되겠다.



5. 구조물 진동


: 이 분야는 산업체가 관심있게 연구하며 대학에서도 많은 참여가 있는 분야로서

(1) 핵연료봉지지 구조물의 모드해석 및 유한요소 모형 개선,

(2) 전달 강성계수법에 의한 구조물의 동적 응답에 대한 감도,

(3) Semi-Empirical Method를 이용한 구조물의 동적 응답 예측,

(4) MR 댐퍼 비선형 수학적 모델의 파라미터 추정,

(5) 유한요소법과 경계요소법을 이용한 수중에서의 탄성 구조물의 진동 모드 및 모델링 기법,

(6) 사각형 탱크 구조의 접수 진동,

(7) 유연 부착물을 가진 운동체의 운동 특성,

(8) 유한요소법과 경계요소법에 의한 다영역 구조 음향 연성 등으로

연구 대상이 기계 구조물의 대부분이 포함되겠다.



6. 고속철도 진동


: 이 분야에 대한 관심이 날로 커지고 있음을 알 수 있고 2004년 개통되는 경부 고속철도와 2010년대 중반에 완공될 호남 고속전철의 추진계획에 따라 프랑스 알스톰스사의 TGV 기술을 전수 받아 독자적 기술을 확립하여 프랑스, 독일, 일본과 함께 세계 4대 철도강국의 이미지를 구축하고 있는 분야이기도 하다.

그 내용을 살펴보면

(1) 차량 현가 장치의 승차감에 대한 민감도,

(2) 모드 추출에 의한 관절형 열차의 동역학적 거동,

(3) 열차 진행에 의한 표면파의 진동 차단,

(4) 철도차량 주행중 교량의 진동,

(5) 가변 오리피스 감쇠기를 이용한 고속철도 교량의 반능동 진동 제어,

(6) 유한차분법을 이용한 고속전철 집전계(Pantograph)의 동특성 등

우리나라의 고속철도의 상용화에 따른 연구 대상과 관심분야가 증가하고 있는 분야이다.



7. 전자 기계진동


: 이 분야에 대한 현재의 연구는 미미한 실정이지만 초고속, 초정밀에 따른 수요가 증가하리라 예상되고 있는 분야이다.

주요 내용을 보면

(1) 위상 최적화 기법을 이용한 DVD/CD 호환 바빈의 최적 구조 설계,

(2) 스핀코터의 진동 특성,

(3) 차세대 광디스크의 진동 특성,

(4) 칩 마운트 시스템의 진동 저감 등의 연구가 진행되고 있고

이외에 많은 부분으로의 연구가 확대되어 증가하리라 예상되는 분야이다.



다음 회엔 소음과 계측에 관련된 내용들을 가지고 찾아뵐께요.