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팜탑 가스터빈 축계의 고유 진동수 해석(Analysis of the Natural Frequencies of Palm Top Gas Turbine Shaft System)

전문가 제언
□ 마이크로 가스터빈의 운전시에 휨 진동과 비틀림 진동의 현상은 축의 파손과 소음의 원인이 된다. 축계의 고유진동수와 회전 주파수가 일치할 때에 공진이 일어나 진폭이 커지기 때문이다. 따라서 터빈 축계의 설계는 미리 고유진동수의 계산을 실시하여 고유진동수와 운전 회전수의 관계를 파악하는 것이 중요하다. 고유진동수의 해석을 최대 회전수가 220,000rpm의 팜탑 가스터빈의 설계에 대해서 FEM에 따르는 고유 진동수의 계산 프로그램은 MATLAB를 이용하고 MATLAB를 이용한 계산 대상은 팜탑 가스터빈 샤프트 시스템이다.

□ 베어링의 감쇠, 강성, 자이로컴퍼스 매트릭스, 탄성 매트릭스에 부가하는 것으로 베어링을 고려한 해석도 이와 같이 실시할 수 있다. 또한 회전체의 해석을 임피던스 매트릭스법을 기본으로 하는 전달 매트릭스법 및 직강성 매트릭스법을 활용하여 자유도 회전체에 적용하여 정확성을 검증하고 원추형 요소의 동특성 계수를 계산하며 고유진동수를 사용하여 균열의 크기 예측은 균열의 발생에 의한 변형에너지의 손실을 진동 특성치의 변화와 비교하는 동적 파괴역학적 방법으로 유도되고 비파괴 균열 검증으로 균열의 위치와 크기를 알 수 있다.

□ 회전 축계의 시스템과 요소설계 기술은 고속회전시에 발생하는 진동을 예측하고 제어로 시스템이 요구하는 수명에 상당한 영향을 미치는 기술이다. 기동성을 요하는 회전기계는 고비출력(high-specific power)을 얻기 위해 에너지의 공급 요구에 대응하기 위해 대형화, 고효율화, 고속화, 경량화의 경향으로 운전속도에 도달할 때까지 많은 공진주파수가 발생하는 시스템이 되므로 회전체 역학적 해석을 통한 정밀한 동적 거동의 예측 및 설계가 요구된다.
저자
KANEKO Shigehiko ; MORI Yuji
자료유형
학술정보
원문언어
일어
기업산업분류
일반기계
연도
2005
권(호)
33(1)
잡지명
Journal of the gas turbine society of Japan(M025)
과학기술
표준분류
일반기계
페이지
25~31
분석자
임*생
분석물
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