• 한국가스학회지
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• 제10권2호
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• pp.27-32
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• 2006

본 논문은 다수의 볼과 접촉하는 두개의 실린더 사이에서 발생하는 접촉응력과 마찰력을 유한요소법으로 해석하였다. LPG 충전기는 구름마찰 운동을 위해 다수의 볼이 평행한 두개의 실린더와 경사진 두개의 실린더 레이스에서 구름마찰 운동을 한다. FEM 해석결과에 의하면, SiC 볼과 SUS 304 볼은 주어진 수직하중, 즉 압축력에 대하여 높은 접촉응력과 마찰력 손실을 보여주고 있다. 반면에 PEEK 볼을 두개의 실린더에 대하여 구름마찰 운동을 유지하면, 대단히 낮은 접촉응력과 마찰력 손실을 나타내는 것으로 보아 폴리머 소재의 사용은 저마찰 접촉특성을 잘 구현하고 있다할 수 있다. 여기에 두개의 실린더가 평행하게 구름마찰 접촉운동을 하느냐, 또는 경사진 상태에서 구름마찰 운동을 하느냐에 따라 접촉거동 특성이 크게 달라지므로 특히 두개 실린더 사이의 상대적 경사도는 극도로 억제되어야 우수한 설계가 된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.199-206
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• 2016

LM 볼가이드는 구름접촉을 갖는 이송시스템의 핵심요소로서 공작기계, 반도체 장비, 로봇 등 정밀기계에 널리 사용된다. 그러나 LM 볼가이드에서 발생하는 마찰력은 마찰열을 유발하여 위치 정도를 저하시키고 강성과 예압 변화를 야기한다. 이런 영향을 정확하게 분석하여 정밀 기계설계에 응용하기 위해서는 마찰력 모델의 정식화가 요구된다. 본 논문에서는 구름마찰, 점성마찰, 슬립마찰을 고려한 LM 볼가이드의 정확한 마찰력 모델을 유도한다. 그리고 다양한 조립, 부하 및 속도 조건에서 실험을 수행하여 마찰력 모델의 신뢰성을 검증하고, 마찰력 모델로부터 마찰 성분의 영향력을 분석한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.554-570
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• 1990

본 연구에서는 동적인 상태에서 구름접촉 거동을 좀더 명확히 하기 위해서 마 찰의 발생기구가 탄성이력손실에 기인한다는 이론을 기초로 압축 코일스프링을 이용한 감쇠자유진동시스템으로 구성된 실험장치에 의해서 구의 직경, 수직하중, 평면만의 표 면거칠기를 변화시켜 구름접촉면의 감쇠특성을 검토하고 이로부터 구름마찰력과 대수 감쇠율을 구한 다음 대수감쇠율과 진폭의 관계를 이용해서 실험에 의한 새로운 접촉폭 산출방법을 제시하고 Hertz이론에 의한 접촉폭과 마찰이론의 역학적 해석에 의한 접촉 폭과 비교, 분석해 보았다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1995년도 제21회 학술대회
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• pp.54-64
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• 1995

대표적인 대형 베어링인 일체형 볼 베어링과 와기어 레이스형 볼 또는 로울러 베어링의 마찰 특성을 비성형 유한요소 프로그램인 MARC를 사용하여 상호간의 마찰형상에 대한 접촉응력과 마찰력 특성을 비교 해석하였다. 특히 와이어 레이스식 슬루잉 링 베어링은 우수한 마찰특성 때문에 건설기계, 하역기계, 광산기계나 탱크와 같은 국방무기 등에서 널리 사용되고 있다. 접촉면의 변형에 따른 일체형의 볼 베어링은 마찰력과 기울기면에서 와이어 레이스식 베어링에 비하여 크고, 같은 와이어 레이스식 베어링에서는 마찰력의 경우 볼 타입이 로울러 탕입에 비하여 약간 크게 나타났다. 이들의 계산결과를 종합하면 와이어 레이스식 베어링이 일체형 베어링에 비하여 마찰특성이 우수하고, 특히 와이어 레이스 베어링중에서 로울러 타입은 마찰 토오크면에서 균일하기 때문에 베어링을 사용한 제어기능 설계에서 특히 우수한 결과를 제공할 수 있다. 유한요소 해석결과는 기존의 실험결과와 잘 일치하고 있어서 슬루잉 링 베어링의 최적설계에 유한요소 해석의 유용함을 확인하였다. 또한 상부 구조물과 하부 구조물을 연결하기 위한 체결볼트의 구멍은 하중조건에 따라서 구조적 불안정성을 야기할 수 있음도 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.134-141
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• 2005

Semi-Spherical Continuously Variable Transmission(SS-CVT) is the CVT which transmits power by rolling friction between dry metals, and its outstanding advantage is the ability of realizations of neutral, forward and reverse states without relying on any other devices. A spherical shaped variator transmits power and also changes gear ratio where keeping contact with a output disk. The frictional direction to transmit power and the other direction to change gear ratio are perpendicular to each other, so we can describe that two dimensional rolling friction is occurred in the contact point between the variator and the disk. Since magnitudes or relations of the two forces are completely unknown, they were analyzed by the experiments in this study. We determined the variables related with the friction phenomena by the dimensional analysis, and manufactured the SS-CVT test bench which could measure the related variables. Finally, the empirical formula for evaluating the two friction forces was proposed based on the experimental results.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.14-18
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• 2014

차륜/레일 접촉은 철도차량의 동특성을 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 철도 차륜과 레일 사이에 작용하는 토크에 의한 견인력과 마찰력을 두 원통의 접촉문제로 이론해석과 전산해석을 하고 수직하중과 전단력이 작용하는 실제 차륜과 레일에 대한 전산해석을 하였다. 철도차륜과 레일 접촉문제는 구름과 미끄러짐이 있는 탄성접촉인 크리프에 의한 크리프힘을 생성하는 과정으로서 차륜과 레일의 형상 및 마찰계수에 따라 달라짐을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권5호
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• pp.423-429
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• 2015

Linear motion (LM) ball guides have good accuracy and high efficiency. They are widely applied for precision machinery such as machine tools, semiconductor fabrication machines and robots. However, friction force incurs heat between the balls and grooves. Thermal expansion due to the heat deteriorates stiffness and accuracy of the LM ball guides. For accurate estimation of stiffness and accuracy during the linear motion, friction models of LM ball guides are required. To formulate accurate frictional models of LM ball guides according to load and preload conditions, rolling and viscous frictional analyses have been performed in this paper. Contact loads between balls and grooves are derived from Hertzian contact analysis. Contact angle variation is incorporated for the precision modeling. Viscous friction model is formulated from the shear stress of lubricant and the contact area between balls and grooves. Experiments confirm validity of the developed friction model for various external load and feedrate conditions.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.512-520
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• 2017

일반적인 철도에서는 차륜과 레일의 마찰력을 이용하여 열차가 주행하게 된다. 차륜과 레일 사이에는 접촉압력이 발생하게 되고, 차량의 중량, 속도, 사행동, 접촉점 등에 따라 접촉압력의 크기가 변화하게 된다. 본 연구에서는 곡선부 차륜/레일에 대한 유한요소해석을 통해 접촉특성을 분석하였으며, 구름접촉피로시험을 통해 접촉압력에 따른 차륜/레일의 피로손상 및 마모율을 분석하였다. 구름접촉피로시험결과, 일반 및 열처리레일은 차륜에 비해 마모율이 높았으며, 일반 및 열처리레일마모율은 일정한 반복횟수 이상에서 급격히 증가하는 것으로 분석되었다. 또한, 일반레일이 열처리레일 보다 약 7~15% 마모율이 높았으며, 접촉압력 900~1,500MPa 범위에서 접촉압력에 따른 레일마모율에 대한 회귀분석식을 제시하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제20권5호
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• pp.225-230
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• 2004

Most studies of elsatohydrodynamic lubrication are oriented only to the measurement of film thickness itself with optical interferometer. In order to exactly investigate the tribological characteristics of a certain lubricant, it is also important to get the information of traction behaviors as well. In this work, we developed a device for measuring the friction force of ehl contact condition as well as the film thickness. To verify the validity of the measuring system, the friction forces and film thicknesses under ehl condition are simultaneously measured with the variations of additive ratios of viscosity index improvers which cause non-linear tendencies of film thickness to contact velocity.