• Tribology and Lubricants
• /
• 제18권2호
• /
• pp.143-146
• /
• 2002

The effects of contact configuration and kinematic motion on the wear of ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) were investigated. Two different contact configurations were adopted for wear testing under the two different kinematic motions with un-irradiated UHMWPE specimens. Wear of UHMWPE pins against the linear reciprocating stainless steel disks was 8% higher than that against the uni-directional repeat pass rotating disks. Wear of UHMWPE disks moving in the linear reciprocating motion against stainless steel ball was 37% higher than that moving in the uni-directional repeat pass rotating motion. The results in this study show that the contact configuration and kinematic motion of sliding definitely affect the wear of UHMWPE through the differences in the contact stress states of UHMWPE.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
• /
• 한국윤활학회 2001년도 제33회 춘계학술대회 개최
• /
• pp.100-104
• /
• 2001

The effects of contact configuration and kinematic motion on the wear of ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) were investigated. Two different contact configurations were adopted for wear testing under the two different kinematic motions with un-irradiated UHMWPE specimens. Wear of UHMWPE pins against the linear reciprocating stainless steel disks was 8% higher than that against the uni-directional repeat pass rotating disks. Wear of UHMWPE disks moving in the linear reciprocating motion against stainless steel ball was 37% higher than that moving in the uni-directional repeat pass rotating motion. The results in this study show that the contact configuration and kinematic motion of sliding definitely affect the wear of UHMWPE through the differences in the contact stress states of UHMWPE.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제16권12호
• /
• pp.2261-2267
• /
• 1992

본 연구에서는 시일 립의 간섭량과 접촉력에 관련된 이론적 연구를 수행한다. 시일의 접촉면에서 축방향 접촉력이 크게 설계되면 시일 립 선단에서는 마찰과 마멸이 심하게 진행되어 시일수명을 크게 단출시킬 우려가 있고, 접촉력이 작으면 밀봉된 유 체의 누설유려가 증가되면서 볼과 레이스사이의 윤활상태를 나쁘게 하여 베어링 수명 을 크게 단축하는 결과를 초래하게 되므로 시일 립의 접촉력에 관련된 연구는 대단히 중요하다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
• /
• 한국윤활학회 1989년도 제9회 학술강연회초록집
• /
• pp.35-47
• /
• 1989

누설방지를 목적으로 산업용 기계에서 많이 사용되고 있는 기계평면시일(mechanical face seal)은 기능상 높은 신뢰도를 요구하고 있다. 이를 위하여 동적 안정성이 커야되고, 밀봉된 유체의 누설을 최소화시킬 수 있는 정도에서 시일의 수명을 결정해야 한다. 이와같이 상반된 성질을 동시에 만족시키기 위하여 시일 성능에 영향을 미칠 수 있는 기하학적 요인들을 고려하여 해석해야 한다. 일반적으로 미끄럼 접촉운동을 하고 있는 시일에서 시일링 간극(sealing gap)이 수 micron 단위라는 점을 고려할때 시일 조립시 중심맞추기(alignnment) 정미\ulcorner 결여 및 회전축의 자중량 등에 의한 기계적 변형(mechanical distortion), 특히 고온의 분위기에서 작동되고 있는 시일의 열변형(thermal distortion)은 시일의 경사집에 커다란 영햐을 주고 있다. 또한 누설을 최소화시킬 목적으로 시일 링(seal ring) 을 시일의 경사짐에 커다란 영향을 주고 있는 스프링의 강성도를 증가시키면 상대 미끄럼 운동을 하고 있는 접촉명이 건조마찰에 의한 마멸이 진행되어 코닝(coning)현상이 생긴다. 시일 평면에서 코닝 현상은 시일의 축방향 분리력(axial separtating force)과 경사 모우면트(tilting moment)에 커다란 영향을 주고 있는 것으로 알여졌다. 이들의 연구는 주로 경사진 시일평판에 시일근사치이논(seal approximation bhoryl)을 이용하여 1차원 비압축성에 관한 시월 성능을 해석하였다. 본 연구에서는 비압축성 유체의 점성이 온도에 의하여 변화를 일으키는 조건하에서 경사진 회전시일에 코닝이 발생되었을때 시일링 각극에서의 압력분포를 ㅈ차원인 경우에 대하여 수치적으로 해석을 하였다.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제18권2호
• /
• pp.167-172
• /
• 2002

The wear behaviors of ultrahigh molecular weight polyethylene pins against titanium alloy and stainless steel disks moving in two different kinematic motion were investigated by conducting repeat pass rotational sliding and linear reciprocal sliding wear tests. Linear reciprocal motion wore more the polyethylene pin than did repeat pass rotational motion for both disk materials. It means that the repeated directional change of contact stresses generates more wear debris in polyethylene. For the linear reciprocal sliding tests, titanium alloy disks were damaged with some scratches after one million cycles but no surface damage was observed on the polyethylene pins. On the other hand, fur the repeat pass rotational sliding tests, all titanium alloy disks were severely abraded on the entire region of sliding track. This phenomenon can be interpreted by that stress fatigue under repeated sliding contact initiated titanium oxide layer wear particles from disk surface, and these hard particles were embedded into polyethylene pin and then they severely abraded the disk surface. From these results it can be concluded that the kinematic motion in pin-on-disk wear tests play a crucial role on the wear behaviors of UHMWPE pins against titanium alloy and stainless steef discs.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
• /
• 한국윤활학회 2000년도 제32회 추계학술대회 정기총회
• /
• pp.67-71
• /
• 2000

The wear behaviors of ultrahigh molecular weight polyethylene pins against titanium alloy and stainless steel disks moving in two different kinematic motion were investigated by conducting repeat pass rotational sliding and linear reciprocal sliding wear tests. Linear reciprocal motion wore more the polyethylene pin than did repeat pass rotational motion for both disk materials. It means that the repeated directional change of contact stresses generates more wear debris in polyethylene. For the linear reciprocal sliding tests, titanium alloy disks were damaged with some scratches after one million cycles but no surface damage was observed on the polyethylene pins. On the other hand, for the repeat pass rotational sliding tests, all titanium alloy disks were severely abraded on the entire region of sliding track. This phenomenon can be interpreted by that stress fatigue under repeated sliding contact initiated titanium oxide layer wear particles from disk surface, and these hard particles were embedded into polyethylene pin and then they severely abraded the disk surface. From these results it can be concluded that the kinematic motion in pin-on-disk wear tests play a crucial role on the wear behaviors of UHMWPE pins against titanium alloy and stainless steel disks.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.132-132
• /
• 2016

기계 가공품의 정밀화, 경량화 요구로 난색재로 분류되는 비철분야 및 복합재 가공용 공구개발에 대한 수요가 급증하고 있으나, 기존 난삭재 가공 시 절삭공구의 마모가 빠르고, 상대재의 융착 불량 등이 공구 수명 감소의 주요 영향으로 보고된다. 상기문제를 해결하기 위해 절삭가공 공정 중 과다한 절삭유의 사용에 따른 가공비용, 에너지소모 증가, 환경오염 등으로 절삭유의 최소화 또는 절삭유를 사용하지 않는 표면처리기술등의 친환경 가공기술의 개발이 필요하다. 내융착 및 내마모 특성 향상을 위한 표면코팅 방법으로 수소가 포함되지 않은 고경도 비정질 카본 (ta-C)이 있으나, ta-C 코팅 막은 경도 30 - 80 GPa, 잔류응력 3 - 10 GPa 범위로 일반 경질 코팅 막 (AlTiN, TiSiCrN : 평균 3 GPa)에 비해 높고 산업적 활용이 가능한 0.5 - 1.5 um 두께 수준의 후막화가 힘들어 매우 우수한 절삭공구용 코팅 막 특성에도 불구하고 적용사례가 매우 적다. 따라서, 본 연구에서는 아크플라즈마 방식 (Filtered Cathode Vacuum Arc Plasma, FCVA)을 활용한 고경도/무수소 카본 코팅 막을 후막형태로 증착하여 비철금속가공용 절삭 공구류의 수명향상 기법을 제시하고자 한다. ta-C 코팅 막의 기초 공정개발 단계에서는 바이어스 전압, 공정시간을 달리하여 ta-C 코팅 막의 기계적 물성(경도: $50{\pm}3GPa$, 잔류응력: $6{\pm}1GPa$, 밀착력: 30N 이상 및 트라이볼로지 특성: 마찰계수 0.1 이하, 마멸량: $1.85{\times}10-14mm^3$)을 확보하여 절삭공구로의 공정실용화 적용검토를 실시하였다. ta-C 코팅 막은 (1) WC 공구 및 기존 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조에 대해 증착을 실시하였으며 코팅 막의 두께 변화에 따른 실제 절삭환경에서의 내수명 관측을 진행하였다. 시험결과, ta-C/WC의 단일막 구조인 절삭공구의 경우, 실제 절삭환경에서 쉽게 박리가 발생하여 코팅 막으로서의 효과를 나타내지 못하였다. 이는, 기초 공정개발 단계에서의 밀착력 기준이 실제 환경과 부합하지 않는 것을 의미하며 추후 공정개선을 통해 극복하고자 한다. 반면에, 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조의 절삭공구 대비 ta-C/TiAlN/TiN/WC 구조에서 내수명 증가는 약 2.5배 (기존 300회, 코팅 후 800회)로 증가하였으며 ta-C 코팅 막의 두께가 $0.6-0.8{\mu}m$일 때 최대치를 취한 후 감소하였다. 이를 통해, 절삭공구로의 ta-C 코팅 막 효과는 최외각 층의 두께 범위와 모재 강도보강을 할 수 있는 적절한 중간층 막 (TiN/TiAlN 층)이 혼합되어 나타난 것으로 사료되며 현재 산업계로의 적용을 위한 대량생산용 코팅장비의 개발 및 비용절감을 위한 공정개발이 진행 중이다.

• 소음진동
• /
• 제5권4호
• /
• pp.515-524
• /
• 1995

Tubes in heat exchanger of fuel rods in reactor core are supported at intemediate point by support p0lates or springs. Current practice is, in case of heat exchanger, to allow clearance between tube and support plate for design and manufacturing consideration. And in case of fuel rod the clearance in support point can be generated due to the support spring force relaxation. Flow-induced vibration of a tube can cause it to impact or rub against support plate or against adjacent tubes and can result in fretting-wear. The tube-to- support dynamic interaction is used to relate experimental wear data from single-span test rigs to real multi-span heat exchanger configurations. The dynamic interaction cna be measured during experimental wear tests. However, the dynamic interaction is difficult to measure in real heat exchangers and, therefore, analytical techniques are required to estimate this interaction. This paper describels the nonlinear impact model of DAGS(Dynamic Analysis of Gapped Structure) code which simulates the tube response to external sinusodial or step excitation and predicts tube motion and tube-to-support dynamic interaction. Three experimental measurements-two single span rods excited by sinusodial force and a two span rod impacted by a steel ball are compared from the simulation nonlinear model of DAGS code. The simulation results from DAGS code are in good agreement with measurements. Therefore, the developed model of DAGS code is good analytical tool for estimating tube-to-support dynamic interaction in real heat exchangers.