0

D&M Technology Co. Ltd.

http://www.dnmco.com/

Rotor Dynamic Analysis Program

RODAP

RODAP ver 1.2

User’s Guide

(주)디엔엠테크놀로지

Rodap 설치

1. CD-ROM 드라이브에 Rodap CD를 넣으십시요.

2. CD 안의 RoDAP 폴더에서 Setup.exe를 실행 합니다.

3. 화면에 표시되는 지시에 따라 설치를 진행 합니다.

4. 락키 드라이버 설치

Rodap 설치후 CD안에 들어 있는 hdd32.exe 를 실행하시고 컴퓨터를 재부팅 하십시요.

5. Rodap 매뉴얼은 책자 또는 CD속에 들어 있는 rodap.ppt 을 이용하십시요.

제품구성

RODAP은 그림과 같이 크게 5개의 모듈로서 구성되어져 있으며, 각 모듈들의 기능은 다음과

같다.

1. RODAP Main (rodap.exe) : 해석을 위한 모델링 작업을 수행하고 모델링한 결과를 해석모듈로

보내는 역할을 하며, 서브 모듈 들을 부를 수 있다.

2. Analysis Module (analyzer.exe) : analyzer상에서 Text를 기반으로 실행되며 실제의 모든 해

석이 이 모듈을 통하여 이루어 진다.

3. 2D Modeshape Viewer (mode_shape.exe) : 고유진동 해석 결과를 2차원상에서 보여준다 .

4. 3D Viewer (visualizer.exe) : 모델링한 결과를 3차원의 형태로 보여주며 고유진동 해석 결과를

3차원의 모드형상으로 볼 수 있다 .

5. 2D Graph Module : 속도대비 진동량의 그래프나 과도진동해석 결과를 볼수있다 .

소프트웨어 구성도

모든 입력 및 출력 파일은 ASCII 형식을 취하여 사용자가 다루기 편하도록 하였다. 입력 파일 생

성의 경우, 프로그램상에서 다이얼로그박스 등을 사용하여 모델링 할 수도 있지만 어느 정도 파일

의 구성에 익숙한 사용자라면 Notepad 등 기타의 text editing 툴을 사용하여 보다 빠르게 입력

파일을 만들어낼 수 있다. 또한, 속도 대비 진동량이나 과도진동 해석 등의 경우에도 Excel 이나

Origin 등 다른 프로그램에서 Importing하여 사용할 수 있다.

또한, 각 프로그램들의 출력 화면은 Enhanced meta file(EMF)이나 bmp 형식으로 다른 응용프로

그램으로의 복사가 가능하므로 보고서 등의 작성이 용이하도록 하였다.

Soft ware 사용법

1. RODAP.EXE

프로그램 실행시의 화면은 다음의 그림과 같으며, single window를 기본으로 프로그래밍 되었

다.

모델링 시작에 앞서 Modeling – Unit를 선택하거나 Unit 아이콘을 선택하여 입력과 출력시의

단위를 선택한다. (MM-Default, SI-Metric, US-English)

작업이 완성된 후에도 다른 단위로의 변환이 가능하며. 입력한 Data값 들은 선택한 단위에 따

라 자동 변환 된다. 단위를 선택하지 않을 경우 기본값으로 MM 이 설정 되어진다

모델링을 위해서는 아래 그림의 Modeling시작 버튼을 누르거나 메뉴 바의 Modeling – Basic

Data를 선택하여 기본 입력창을 시작한다.

모델링의 시작을 위한 기본 입력창은 13개의 입력 항과 14개의 버튼을 가지며 각 입력창의 이름

에 해당되는 부분은 각 항의 구체적인 입력창으로 연결된다.

1.1 재질 데이터 입력창

재질데이터의 입력, 데이터의 Young’s modulus E는 아래와 같이 기본적인 E0 값에 온도계수를

고려한 형태로 구해진다.

E = E0 - ∆E * Temp

STEEL, ALUMINUM, COPPER 의 기본 값을 제공하며

이외의 값들은 User Defind로 설정된다.

데이터의 개수만큼 Arrow 버튼을 조정하여 각각 입력을 수행한다.

버튼과 같은 동작의 아이콘

edit buttern

1.2 연성축 데이터 입력창

RODAP에서 축의 입력단위는 rotor, section, beam-element로서 구별되어진다.

구 분 정 의

Rotor Rotor는 링크나 기어등의 연결요소로 연결되어지기 전의 축요소이다.

Section 각 Rotor를 구성하는 기본요소로서 축 형상데이터 입력의 기본단위이

다. Section은 여러 개의 빔요소를 갖을 수 있으며 이는 입력되어지는

빔요소의 개수에 따라 균등한 길이를 같도록 분할된다.

Beam element 유한요소모델링의 기본 해석 단위이며 양쪽에 각각 절점을 갖는다.

각 Rotor를 구성하는 기본 요소인 연성축에 대한 데이터를 입력 하기 위해 각 Rotor를

구성하고 있는 기본적인 축 단면의(section) 개수를 입력한 후 오른쪽의 Edit 버튼을 눌

러 다음의 입력창으로 들어간다.

각 입력 데이터는 다음과 같다.

No. of beam element : section에 만들 flexible beam의 개수이며 beam 개수에 따라 균

일한 길이를 갖는 beam element가 증가한다

Material ID : 해당 material의 번호

Diameters

Bending Dia. : Diameter for making stifness matrices to the lateral directions.

Mass Dia. : Diameter for making stiffness matrices.

Torsional Dia. : Diameter for making torsional stiffness matrices.

Temperature : To get modified Young’s modulus E.

Beam2 Beam1

Beam element : 2

Beam3Beam2Beam1 Beam element : 3

테이퍼 빔(Tapered beam)이 선택되었을 경우에는 아래 그림과 같이 right section에 대

한 직경을 입력하여야 한다

테이퍼 빔(Tapered beam)이 선택되었을 경우에는 오른쪽 그림과 같이 right section에

대한 직경을 입력하여야 한다 .

1.3 부가질량 입력창

부가질량은 우선 기본입력창에 사용되는 부가질량의 개수를 입력한 후 “Edit Element

Data” button을 눌러 각 데이터 값을 입력한다.

이때, 데이터의 입력방법은 3가지가 있으며 이는 입력창의 그림을 참조하길 바란다.

1) Type=0 : 원통형 데이터를 입력하는 경우이며 직접적인 형상데이터를 입력함으로

써 해석시 필요한 inertia값들을 자동적으로 계산하여준다.

2) Type=1 : 복잡한 형상의 부가질량의 경우 해석에 필요한 값들을 직접적으로 입력

하는 방법이다. 이때 폭 데이터는 그림을 그리기 위한 데이터로서 사용자가 임의

로 넣어줄 수 있다.

3) Type=2 : 복잡한 형상의 경우 : 측정을 통한 방법으로 구해야할 경우에 사용되며

측정된 질량값과 자이로직경을 입력한다.

Right

Section

Left

Section

1.4 연성 디스크 입력창

연성 디스크의 경우 Assumed mode method를 사용하여 모델링 및 해석을 수행한다. 따라서 사

용할 마지막 모드의 Node line의 개수를 입력 하여야 한다. 기본적으로 (0,0)모드는 고려하는 것

으로 간주된다. 따라서 노드라인의 개수를 2로 입력할 경우 (0,0), (0,1), (0,2)의 세가지 모드형상

을 고려하는 것이다. 또한 inner diameter의 경우 지지부의 연성을 고려하기 위해 effective ratio

를 정의하여 보정이 가능하도록 하였다.

(0,0) 모드 (0,1)모드 (0,2) 모드

1.5 Radial Bearing 입력창

베어링은 우선 입력타입을 설정한 후 노드 위치와 외부지지스프링의 유무를 표시한다. 또한 외

부 스프링이 있는 경우(Housing’s Stiffness)에는 값을 “Y”로 바꾼후 “Edit” 버튼을 사용하여 각

방향의 스프링계수를 입력한다.

베어링 입력 타입의 경우 6가지가 있으며 이는 다음과 같다.

1) direct input : 직접입력 방법으로써 각 방향의 강성 및 댐핑 값을 입력한다. 이는 속도 변

화등에 영향을 받지 않으며 계산시 어떤 조건에서도 변화하지 않는다.

2) journal bearing : 무차원화된 유체베어링 데이터 파일을 사용할 경우에 사용되어지며 기

본적으로 사용되는 Somerfelt No.에 대한 정의는 아래와 같다.

틈새비하중폭직경속도점성단 ======= εωηε

ηω ,,,],[,,2

WLDrpsW

DLSo

데이터

구분

So Kvv Kvh Khv Khh Cvv Cvh Chv Chh

참 조 데이터는 free-format으로 읽기 때문에 각 데이터 사이는 ‘Space’,

‘Tab’, ‘comma’ 등을 넣어주고 각 회전 속도의 구별은 줄 바꿈으로 한

다.

3) Data/speed : 속도에 대한 동특성계수를 미리 계산하여 텍스트 파일로 저장한 후 이 결과

를 사용할 때 사용한다. 이때 텍스트 파일의 구성은 다음과 같다.

데이터구분 회전속도 Kvv Kvh Khv Khh Cvv Cvh Chv Chh

참 조 데이터는 free-format으로 읽기 때문에 각 데이터 사이는 ‘Space’,

‘Tab’, ‘comma’ 등을 넣어주고 각 회전 속도의 구별은 줄 바꿈으

로 한다.

4) Full data/speed : 4)번 타입과 같으나 나른점은 베어링이 횡방향 변위뿐 아니라 회전각에

대하여도 동특성계수를 갖는 경우에 사용된다. 따라서, 회전속도에 따라 총 32개의 데이

터를 갖는 파일을 만들어 이를 사용한다. 즉, 회전수에 따른 16개의 강성 데이터와 16개

의 감쇠 데이터를 차례로 써주어 이를 읽어 들인다.

5) Journal bearing nonlinear transient(1): 과도특성 해석시에 베어링 부위의 축변위가 선형

영역을 넘어서 비선형 영역으로 넘어갈 경우에 사용되어지며 순간순간에서의 베어링 반력

및 순간 특성값을 기존에 만들어놓은 파일로부터 불러서 사용한다.

데이터구분 So eccen angle Kvv Kvh Khv Khh Cvv Cvh Chv Chh

참 조 데이터는 free-format으로 읽기 때문에 각 데이터 사이는 ‘Space’,

‘Tab’, ‘comma’ 등을 넣어주고 각 회전 속도의 구별은 줄 바꿈으로

한다.

6) Journal bearing nonlinear transient(2): 위와 같이 과도특성 해석시에 베어링 부위의 축

변위가 선형 영역을 넘어서 비선형 영역으로 넘어갈 경우에 사용되어지며 각각의 베어링

특성값을 내장된 베어링 해석 프로그램으로부터 구한다.

Note 외부로부터 불러오는 파일의 위치는 항상 작업하려는 파일인 .prj 파일과 동일한 위치에

있어야 한다.

1.6 Trust Bearing 및 Seal Data 입력창

축 방향 베어링은 지지된 축(rotor)의 번호(축방향 해석의 경우 각각의 rotor별로 강체

로 가정하여 집중질량법을 사용하여 해석을 수행하기 때문에 노드번호가 아닌 rotor번호

를 입력하여야 한다)와 강성 및 댐핑 값을 각각 입력한다. 또한 시일 데이터는 각 Load

별 데이터가 입력된 File이름과 Load의 개수를 입력한다.

1.7 Radial Link 입력창

Radial link의 경우에는 동력전달요소인 커플링, 스플라인 등을 모델링할 때 사용되어진

다. 따라서, 두 노드간에 관계 강성 및 댐핑 계수를 입력하게 되어 있기 때문에 연결되어

지는 두개의 노드 번호를 입력한 후 Edit 버튼을 사용하여 각 방향의 동특성 계수를 입

력한다.

1.8 Tosional Link 입력창

Torsional link의 경우에는 Radial Link와 마찬가지로 동력전달요소인 커플링, 스플라인

등을 모델링할 때 사용되어진다. 두 노드간에 관계 강성 계수를 입력하게 되어 있기 때

문에 연결되어지는 두개의 노드 번호와 함께 비틀림강성을 입력한다.

1.9 Tosional Spring 입력창

Tortional Spring은 횡방향의 베어링과 대응되며 해당 노드의 입력과 함께 물리적으로

외부로부터 지지되는 비틀림 지지강성 및 감쇠값을 입력하게 되어있다.

1.10 Axial Link 입력창

Axial link의 경우에는 다른 방향의 Link와 마찬가지이지만 각 Rotor별 집중질량법을 사

용하기 때문에 두 노드간에 관계가 아닌 두 Rotor간의 관계이다. 따라서 Rotor 번화와

함께 강성계수를 입력하게 되어 있다.

1.11 Gear 입력창

기어의 입력창은 아래와 같으며 선형 분포를 사용한다. 따라서 Node를 기준으로 접촉점의 좌우

좌표와 좌우 분포스프링계수를 필요로 한다. 예를 들어 치폭이 20mm이고 평균 메쉬 강성이 1e8

[N/m]라고 할 경우 균일 분포를 가정한다면 절점이 기어 정중앙에 위치할 경우에 대해서는 다음

과 같다.

좌측위치 -10 [mm] ; 우측 위치 10 [mm]

좌(우)측 분포 강성 5e6 [kN/m2]

또한, 위치각은 수직상태를 기준으로 측정된 값이다.(자세한 사항은 Theoretical Manual을 참

조할 것)

ka

kb

sa b

기어 메쉬강성의 선형분포함수 정의

yi

zi

θi

yj

zj

θj

xi

xj

α

xj

β

yj

θｚ

θzi

j

si stageth

j stageth

j stageth

β

xi

xj

zi

yi

zj yj

Yi

i th Gear

Θ zi

γ

Y

Z

y

z

γΘi

ZiXi

j th Gear

Yj

Θ zj

Z j X j

Θ j

기어 해석 모델 개략도 Location angle의 정의

1.12 Static Force 입력창

정하중이 작용하는 경우에 아래의 창을 통해 입력이 가능하다, 즉 노드번호와 이에 작

용하는 각 방향의 정하중을 입력하면 된다.

1.13 Speed ratio 입력창

스피드 비는 각 회전축간의 회전속도비를 말한다. 일반적으로 첫번째 Rotor를 1로 잡고

나머지 Rotor의 상대적인 속도비를 입력하면 된다. 만약에 일반 커플링으로 연결된 축의

경우 1의 값을 갖을 것이고 기어비 1:2의 축인 경우 회전방향의 변화 때문에 -2값을 갖

게될 것이다.

1.14 View Rotor

1) Node Number 클릭하면 Rotor에 Node 번호를 표시해 주고 다시 한번 클릭을 하

면 표시된 번호가 사라진다.

2) Element 클릭하면 Rotor에 Element 별로 구분하는 선이 생겨나고 다시 한번 크릭

을 하면 표시한 선이 사라진다.

3) All 모든 Rotor를 화면에 표시한다.

4) Rotor1, Rotor2

Rotor 의 개수에 따라 자동으로 생성되며 해당 Rotor 만 화면에 표시한다. 마우스에 대

한 입력을 원할 경우에는 모두보기(ALL)에서는 실행되지 않으며 각 로터의 보기에 있어

서만이 사용할 수있다.

5) 기타

Rotor를 분리 시킨다음 왼쪽 마우스로 버튼으로 Element, Bearing, Disk 를 클릭하면

색이 변하고 더블 클릭을 하면 해당 내용이 있는 다이얼 로그 박스가 나와 값을 수정 할

수 있게 해준다.

Element를 한번 클릭후 오른쪽 마우스 버튼을 클릭하면 Element 와 Node의 개수를

추가 하거나 삭제 할 수 있다.

Node를 한번 클릭후 오른쪽 마우스 버튼을 클릭하면 Bearing, Disk, Seal의 개수를 추

가 하거나 삭제 할 수 있다.

Bearing을 오른쪽 마우스 버튼을 누르고 다른 Node끝으로 가면 베어링의 위치를 변경

할 수 있다.

1.15 ViewPoint

Rotor를 바라보는 위치에 따라 표시 한다. 이는 주로 기어 연결축으로 인해 3차원적인

구조를 갖는 경우에 사용한다.

1.16 Analysis

모델링한 결과를 해석모듈로 보내는 역할을 하며, 해석 프로그램을 작동시키고 해석의

결과를 볼수 있다.

㈜ 해석을 하기에 앞서서 모델링 한 데이터를 저장하도록 한다.

1.16.1 Static Analysis

정하중에 의한 해석을 원할 경우 수행된다. 정하중은 중력에 의한 것과 외력에 의한 것

이 동시에 고려되어진다. 이때 출력 파일은 “이름_d.dat”, “이름_f.dat”, “이름_m.dat”, “이름

_s.dat”이며 각각 축방향 위치에 따른 변위량, 전단력, 굽힘력, 스트레스 들의 값을 갖고 있다.

1.16.2 Bearing Influence

베어링 영향계수 해석을 선택할 경우에 각 베어링의 위치조정에 대한 각 베어링의 반력

변화를 선형시시스템이란 가정하에 해석하여준다. 또한 부가적으로 각 커플링에 걸리는

굽힘모우멘트의 변화 또한 영향계수 행렬로 주어진다. 이때 출력되는 결과 값은 “이름_

bearing_influence_matrix.txt”에 저장되어진다.

1.16.3 고유진동해석

Analysis 의 Eigenvalue 의 목록들을 선택하면 나타난다

RODAP은 기존 시스템의 계산시간 단축을 위해서 필요할 경우 Static reduction technique을

사용한다. 이때 계산속도 향상을 위해 줄이고자하는 자유도의 개수를 Reduction Number에 지정

한다. (총 자유도보다 큰 값이 입력될 경우 실제의 모든 자유도를 고려하여 계산한다.) 다음의 프

린팅을 위한 개수와 한계 값은 보려는 고유진동수가 최초 몇 개 인지와 한계 값을 지정한다. 즉

개수가 20이고 한 개 값이 100인 경우 최초의 20개 고유진동수 중에 100[rpm] 보다 작은 고유

진동수를 출력하겠다는 의미이다. 단, 여기에서 Operating Speed라 함은 기본값이며 실제 연산에

있어서는 각 축의 speed ratio에 Operating Speed를 곱한 값이 적용된다. 즉, 두개의 축으로 이

루어진 시스템의 경우 speed ratio가 각각 1과 1.5로 입력이 되었고 Operating Speed가

3000rpm으로 입력되었다면 베어링 특성 및 자이로 행렬을 구함에 있어서 각각의 Rotor별로

3000과 4500rpm으로 인식되어진다.

Save Button을 누르면 Eigenvalue Data가 저장되면서 다이얼로그 박스가 사라진다. 그리고

Run Button을 누르면 Data값이 저장되고 도스창에서 해석이 진행 되고 있음을 나타내고 해석 작

업이 끝나면 고유 진동 해석의 결과를 2차원상에서 보여준다. 이때 해석을 위한 데이터는 “이름

_eig.num”이란 파일로 저장되어진다. 해석은 “analyzer를 통하여 이루어지며 해석이 끝날 경우에

Mode_shape.exe가 실행되어진다. (메모리 부족의 경우 Mode_shape.exe가 뜨지 않을 수도 있습

니다.)

1.16.4 강제진동해석

Analysis 의 Forced vibration을 선택하면 나타난다. 이때 해석은 조화진동 해석과 과도진동 해

석이 가능하며 외력은 불평형질량, 미스얼라인먼트, 기어 형상오차 등의 형식이 가능하다.

- Operating Speed : Speed ratio가 1인 경우의 회전 속도

- Initial Speed : Amp/speed 선택 시 계산을 시작하는 초기 속도

- Final Speed : Amp/speed 선택 시 계산을 끝내는 최종 속도

- No. of Speed : Amp/speed 선택 시 초기 속도에서 최종 속도사이의 계산하고자 하는 속도

의 개수(예를 들어 초기 속도가 0이고 최종 속도가 3000rpm인 경우 개수를 31로 해주면 0

부터 100rpm씩 증가하면서 각각의 회전 속도에서 진동 량을 구하여 준다.)

- Node No. for Printing : 출력하고자 하는 절점의 개수이며 이 값을 입력하고 Up 버튼을 한

번 누르면 Down버튼 옆의 Node No.와 Total No. 의 값이 나타나며 그때부터 입력 박스에

출력하고자 하는 Node의 번호를 입력하면 된다.

- No. of Calculation Frequency는 해석을 수행하고자 하는 가진 주파수의 개수이다. 만약 4

개의 축(Rotor)로 이루어진 모델이며 각각의 속도비가 1.0:1.0:-1.5:3.0인 경우가 있다고 가

정하여 보자. 이때 중요한 가진이 이루어지는 축이 각각 1번 Rotor, 2번 Rotor 와 3번

Rotor이기 때문에 이들의 회전주파수로 가진되는 가진력에 대한 응답을 구하고자 한다. 그

렇다면 1번과 2번은 회전속도가 같기 때문에 실제의 원하는 가진력의 주파수 개수는 2가

되며 Up, Down버튼을 사용하여 두개의 주파수(1번과 3번)를 각각 선택하여주면 된다.

- Force Type은 세가지의 경우가 가능하며 각각의 경우에 대해서는 라디오버튼으로 선택을

하 후에 해당 타입의 버튼을 눌러 각각 별도의 입력창을 통해 입력하여 준다.

General type : 일반적인 가진력이 작용하는 경우이다.

No. of Case : 몇가지 가진력의 Case에 대하여 해석을 수행하고자 하는지에 대한

노드번호 입력박스

Case의 개수를 입력한다. 이때 출력파일은 이름에 각각의 경우의 번호를 갖는다.

즉, 조화진동해석(Amp/speed)을 수행할 경우에는 출력파일이 “이름_경우수_방

향.amp”으로 생성되며 과도진동해석(Transient)을 수행하였을 경우에는 “이름_경

우수_방향_dis.dat”이 생성된다. (경우수는 1부터 차례대로 매겨진다.)

다음의 입력부는 각 Case에 대해서 해당 Case의 가진력이 어느 주파수와 일치하

는지를 선택하고(단, 이 주파수는 강제진동해석 기본입력창에서 선택한 해석 주파

수의 범위 내에 있어야 한다.) 또한 가진력의 개수는 해당 Case에 있어서 가진하

고자 하는 힘의 개수이다. 이는 여타의 경우와 마찬가지로 화살표(Up, Down)버튼

을사용하여 해당 Case의 수만큼 입력한다.

다음은 각각의 한 개의 가진력에 대한 입력창이다. 이는 각각의 가진력의 종류, 작

용노드, 힘의 크기 등의 정보를 입력하기 위한 창이다. 가진력의 종류는 다섯가지

가 있으며 L은 횡방향 가진, U는 불평형가진, T와 A는 각각 비틀림 및 축방향 가

진을 의미한다. 또한 UD의 경우는 사용자 정의 함수를 불러오는 경우이며 이는

user_force란 함수를 만들어 analyzer.exe를 다시 컴파일하여야 한다. (이 함수에

대한 사용은 별도로 디엔엠테크놀로지로 문의하시기 바랍니다.)

misalignment : 커플링에 미스얼라인먼트가 발생하였을 경우에 대한 해석이며 반경방

향의 미스얼라인먼트만을 고려한다. 특수한 경우에 있어서는 과도진동 해석시 비선형

힘인 각도방향 미스얼라인먼트의 고려가 가능하지만 일반용 RODAP에 있어서는 이 기

능을 제공하지 않는다.

Gear pitch error : 기어의 피치에러가 가진력으로 작용하는 경우이며 이는 해당기어의

번호와 각각 방향에 대한 크기를 입력하여 사용한다. 아래의 그림에서 보듯이 실제의

기어 형상오차는 여러가지 주파수 성분이 존재하지만 RODAP에서는 이들중 1X성분 즉

한바퀴에 한번 나타나는 성분만을 고려한다. (실제 여러 주파수 가진이나 측정값, 혹은

기어의 메쉬강성 변화 등을 고려하기 위해서는 user_force나 user_matrix등의 별도 함

수를 직접 짜서 다시 컴파일하여야 한다.)

기어형상오차 입력창 측정된 기어 형상오차의 예

- 강제진동 해석의 종류는 조화응답(Amp/speed)와 과도응답(Transient)의 두가지의 경우이며

각각의 경우 해석결과는 graph.exe.를 통해 보여진다.

조화진동해석(Amp/speed) : 각회전수에 대한 지정노드의 변위량을 갖는 “이름_경우_방

향.amp”과 각 베어링에 걸리는 동하중을 기록한 “이름_경우_방향_brg.amp”의 두가지

종류의 파일이 생성된다.

과도진동해석(Transient) : Operating speed에 있어서의 과도특성을 구할 때 사용되어

지며 이를 선택할 경우 별도의 입력창이 뜬다.

Step number / Rev : 한 회전을 몇 개의 step으로 계산할 것인지의 개수. 만약

Operating speed가 100Hz이고 입력값을 50으로 하였다면 실제 time step size ∆t

는 0.0002초(=1/(100Hz*50))가 된다.

Number of Rev. : 해석하려는 회전수

Control Factor : 수치적댐핑(Numerical damping)값을 조절하기 위한 값으로 1인

경우가 수치적댐핑이 0인경우이며 일반적으로 0.8~0.9사이의 값을 많이 사용한

다.(참조로 알고리듬 개발자의 경우에는 0.8의 값을 추천하고 있다)

Data Number for printing : 실제 해석되어지는 데이터의 량은 (Step number /

Rev)*( Number of Rev)이 되며 이들중의 일부만을 출력하고자 할 경우에 사용된

다. 여기에 입력한 량 만큼의 데이터가 출력되어지는데 이는 그림과 같이 뒤부분에

서부터 유효하다.

Save Button을 누르면 Forced vibration Data가 저장되면서 다이얼로그 박스가 사라진다.

Run Button을 누르면 Data값이 저장 되고 도스창이 생성되어 해석이 진행 되고 있음을 나타내

고 해석이 끝나면 Graph.exe를 실행시킨다.

출력하고자 하는 해석결과

시간

총해석시간

1.16.5 Critical Map

Critical Map 은 지지부의 강성을 변화시켜가며 시스템의 위험속도의 변화를 구하는 것으로써

초기설계나 지지구조 설계에 사용된다.

- Calculation No. : 해석하고자 하는 강성의 수

- Weight factor : 각 베어링(혹은 지지강성)간의 상대적인 강성비

- Initial stiffness : 초기강성값

- Final stiffness : 최종강성값

Run Button을 누르면 Data값이 저장 되고 도스창이 생성되어 해석이 진행 되고 있음

을 보여주고 해석이 끝나면 Graph.exe를 실행시킨다.

1.16.6 Matrices evaluation for Magnetic Brg

자기부상 베어링의 제어를 위해 모달행렬을 구하기 위한 해석으로 센서부위와 액츄에이

터 부위의 노드를 입력한 후 고유치 해석시의 리덕션 양과 고려하려는 고유진동수의 개

수 고유진동 최종크기 등을 입력하여 실행시킨다. 해석결과는 이름_mag.dat에 저장된다.

1.16.7 Natural Frequency / Speed

캠벨차트를 그리는데 사용되어진다. 즉 회전속도를 변화시켜가며 고유진동해석을 수행한

다.

- Operating speed : 운전 속도

- Initial speed : 해석 시작 속도

- Final speed : 해석 종료 속도

- No. of calculations : Initial speed와 Final speed간에 몇 개의 스피드에 대해 해석

을 수행하겠는가에 대한 speed 개수

- No. of natural freq. For printing out : 작은것부터 몇 개의 고유진동수를 출력하고

자하는가의 개수

- Reduction No. : 계산속도 향상을 위해 줄일려는 자유도의 개수

1.17 Link

Analysis를 통해 해석이 되어 값이 저장된 내용들을 재해석 없이 바로 해당 메뉴를 실행 하여

결과를 볼수 있다.

2. Visualizer.exe

3차원 뷰어 프로그램으로 생성된 모델을 3차원으로 보거나 모델의 고유진동 해석결과를 load

하여 모우드 형상을 볼 수 있다.

메뉴의 View 나 버튼을 이용하여 내부를 보거나 와이어프레임형태를 볼 수 있다.

또한 고유진동 해석 결과를 보기위해 Edit 메뉴를 사용한다. 3차원의 회전은 마우스의 왼쪽 버튼

과 오른쪽 버튼을 사용하며, 이동과 확대는 Shift 키와 마우스의 두 버튼을 사용한다.

Sub Program Link

3. Mode_shape.exe

Rodap.exe의 Analysis 에서 해석되어진 결과값과 그래프를 나타낸다.

왼쪽 window에는 해석 모델의 고유 진동수(natural frequency)를 차례로 표시하며, 오른쪽

window에는 각 고유진동수에 해당하는 고유모드(natural mode)를 표시한다.

Unit 메뉴 - 왼쪽 Window의 고유진동수의 표시 단위를 변경한다. (red/sec, rpm, Hz)

4. Graph.exe

- RoDAP 에서 Forced Vibration analysis 를 실행하면 해석이 이루어 지고 해석이 완료 되면

자동으로 그래프가 그려진다.

- RoDAP 폴더에 있는 Graph.exe 파일을 실행하여도 된다. 이 경우는 마지막으로 실행됐던

그래프를 보여준다.

화면 왼쪽에 해석된 파일 목록이 보이고 목록의 선택에 따라 화면 오른쪽에 파일에 해당하는

그래프가 그려진다.

ADD_FILE 버튼을 이용하여 다른 해석에서 사용한 파일을 불러와 목록에 추가 할 수 있다.

그래프에 있는 툴바 도구들을 살펴 보면 다음과 같다.

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪

① Resume All (Tracking) – 처음 상태로 복원한다.

② Scroll (Axes) – X 또는 Y 축의 범위를 변경 할수 있다. 표시된 값보다 더 큰 값이나 작은 값의

범위를 보고자 할 때 사용한다. (숫자가 써진 부분을 마우스로 클릭하고 좌우 또는 상하로

움직이면 값이 변화한다.)

③ Zoom (Axes) – X 또는 Y 축을 부분적으로 확대하여 그래프를 표시 범위를 넓히거나 좁힐 수

있다. (숫자가 써진 부분을 마우스로 클릭하고 좌우 또는 상하로 움직이면 값이 변화한다.)

④ Zoom out All Axes – 그래프 전체가 축소 된다.

⑤ Zoom in All Axes – 그래프 전체가 확대 된다.

⑥ Zoom Box – 선택한 부분을 확대한다.

⑦ Cursor – 마우스로 표시한 부분의 수치를 알려준다. 좌표표시 상자에서 마우스 오른쪽 버튼을

눌러 채널(선의 종류)을 바꾸거나 표시 방법을 바꿀수 있다.

⑧ Properties – 그래프의 등록 정보를 보여주며 그래프의 옵션을 부분적으로 수정 할 수 있다.

- 툴바의 Properties 버튼을 눌러 실행한다.

- 그래프에서 마우스 오른쪽 버튼을 누르고 나오는 Edit 버튼을 누르면 실행된다.

- Control -> General

ClipBoard 에 저장되는 방식지정, 상하좌우 여백(Margin) 조정, 바탕색상 등을 지정한다.

- Control -> Title

그래프의 Title과 표시유무 여백 폰트등을 지정한다.

- Layout

그래프의 틀을 지정한다 제목위치 X, Y축의 위치 등을 지정한다.

- Channels -> General

그래프 오른쪽에 표시 되는 정보의 내용을 조정한다.

이름이나 , 색상등을 바꿀수 있다.

Visible 체크박스에 표시를 없애면 그래프에서 해당 선이 사라진다.

- Channels -> Trace

그래프에 표시되는 선의 표시 유무 (Visible) 지정, 선의 종류, 선의 두께를 조정 할 수 있다.

- Channels -> Marker

그래프에 표시되는 선에 특정 모양의 표시를 할 수 있다. 모양의 종류와 크기 등을 선택하고

Show 박스에 체크를 하면 보여준다.

- Labels

그래프의 제목을 적고 폰트 색상 위치 지정 등을 할 수 있다.

- X-Axes , Y-Axes General

그래프 X축과 Y축의 설정을 조정한다. 두 축의 라벨과 간격 표시 여부, 최소 값과 표시 범위를

지정, Log10 값 사용 등에 대하여 설정 할 수 있다.

( X축 로그값 표시 예)

- X-Axes , Y-Axes Title

X축과 Y축의 타이틀을 정하고 폰트 색상 표시 여부를 지정한다.

⑨ Copy to Clipboard – 그림판, 워드 등으로 그래프를 옮길 때 그래프 복사

기능을 한다.

⑩ Save to File – 그래프에 이름을 주어 그림 파일로 저장 할 때 사용 한다.

⑪ Print - 그래프를 프린트 한다.

첨 부

입출력파일 표

구분 Extension 파일 내용 비고

이름.prj 모델링 데이터

이름_eig.num 고유 진동 해석을 위한 수치 데이

터

이름_crt.num 위험 속도 지도를 구하기 위한 수

치 데이터

이름_force.num 강제 진동 해석을 위한 수치 데이

터

이름_nat.num Campbell 차트를 그리기 위한 수

치 데이터

입력

파일

이름_mag.num 자기 부상 베어링의 영향 행렬을

구하기 위한 수치 데이터

자동 출

력 파일

이름.out 모델링된 데이터의 검증을 위한 텍

스트 파일

이름_방향.eig 명기된 각 방향에서의 고유진동 해

석 결과

이름_경우_방향.amp

이름_경우_방향_brg.amp

조화 진동 해석 시 각 힘의 경우에

따른 지정한 절점의 회전수에 따른

변위량 및 베어링 동하중

이름_ bearing_influence_matrix.txt 각 베어링의 위치변화에 따른 베어

링 반력 및 커플링 굽힘력의 영향

계수 파일

이름_d.dat, 이름_f.dat, 이름_m.dat,

이름_s.dat,

축의 각 위치에서의 정하중에 의한

변위량, 전단력, 굽힘력, 스트레스

등을 갖고 있는 파일

이름_경우_방향_dis.dat 과도 진동 해석 시 각 힘의 경우에

따른 지정한 절점의 시간에 따른

변위량

이름_mag.dat 자기 부상 설계 데이터

해석시

출력

파일

이름_방향I.nat

이름_방향R.nat

속도에따른 고유진동수 및 댐핑팩

터

각 방향별 notation : l=lateral, t=torsional, a=axial, ca=lateral+torsional, lta= lateral+

torsional+axial