• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.5
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• pp.449-455
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• 2016

This study provides the finite-element (FE) squeal-model predicting friction-induced noise with respect to several friction materials that have different friction characteristics. The friction curve and the corresponding friction noise were measured for four friction materials (Cu, Ni, Al, Mg) using the pin-on-disk and reciprocating friction system. The slope of the friction curve linearized at the sliding velocity was applied to the FE model. The unstable modes in the complex eigenvalue analysis were shown to correspond to the squeal frequencies that existed in the experiment.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1995.06a
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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.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.1
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• pp.29-35
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• 1999

접촉하는 두 물체 사이의 접합부에서는 국북적인 응력집중현상이 발생하여 기계 구조물의 마멸이나 파손의 직접적인 원인이 된다. 기존의 방법들은 복잡한 수식 처리와 반복 계산 때문에 접촉특성에 따라서 해석하기에 어려움이 많았다. 본 논문에서는 마찰이 있는 접촉문제를 반복계산 없이 효과적으로 해석하기 위해서 선형상보성 접촉조건과 가상일의 원리로부터 접촉요소를 개발하여 이를 사용한 유한요소 해석발법을 제안하였다. 연구결과로 평면 및 곡면 접촉문제나 다물체 접촉문제를 기존의 해석방법에 비해 훨씬 편리하고 정확하게 접촉현상을 규명할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.17 no.1
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• pp.45-54
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• 1993

동심 이중관내에서 사각돌출형 조도요소에 의한 비대칭 난류유동과 열 전달특성을, 열전달과 마찰계수에 미치는 조도의 합성효과를 조사하기 위해, 연구하였다. 이론해석에서는 한쪽면에 거칠기가 있는 평행평판의 유동에 대한 수정 플란틀 혼합길이(mixing length)이론의 난류모델을 속도분포와 마찰계수를 구하는데 사용하였다. 최대속도지점에서 안쪽과 바깥쪽의 두 속도형상들은 힘의 평형에 의해 매치(match) 시켰다. 그리고나서, 온도 분포와 열전달 계수를 계산하였다. 속도형상과 마찰계수들의 해석결과는 실험과 매우 잘 일치하였다. 마찰계수와 Nusselt number에 미치는 조도비, 조도에 대한 피치비, 그리고 반경비등과 같은 여러 변수들의 효과들을 조사하였다. 본 연구는 일정 임의의 조도 요소들이 전체적 효율 측면에서 볼 때 유리하게 열전달을 향상시킨다는 것을 증명하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.6
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• pp.1118-1127
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• 1989

본 연구에서는 두 치차사이의 접촉 문제를 해석하기 위하여 마찰을 고려한 수직 하중과 접선 하중이 동시에 작용하는 경우에서의 접촉 문제를 수식화하였다. 그리고 두개의 원통의 접촉으로 가정함이 없이 실제적인 인벌루우트 곡면간의 접촉 문제를 해석하기 위하여 유한 요소법을 사용하였으며 비선형 연립 방정식으로 수식화된 된 접촉 문제를 효과적으로 풀기 위하여 최적화 기법을 이용한 산법을 제시하였다. 이때 마찰을 고려한 치차의 접촉 문제 해석에 필요한 수직 압력 분포는 이 등에 의하여 이루어진 결과를 이용하였다. 제시한 산법에 의하여 마찰을 고려한 두 치차의 접촉 문제를 해석하여 치차 손상의 중요한 원인중의 하나인 피팅(pitting) 현상을 유발하는 실제적인 조건을 고려함으로써 자동화 및 정밀화 되어가는 기계의 중요한 부품으로서 치차의 정밀 설계를 하기 위한 정확한 자료를 제시하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.18 no.1
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• pp.41-50
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• 1994

동심 이중관내에서 외관내벽의 사각돌출형 조도요소에 의한 비대칭 난류유동과 열전달 특성을, 열전달과 마찰계수에 미치는 조도의 합성효과를 조사하기 위해, 연구하였다. 이론해석에서는 수정 플란틀 혼합길이(mixing length)이론의 난류모델을 속도분포와 마찰계수를 구하는데 사용하였다. 최대 속도지점에서 안쪽과 바깥쪽의 두 속도 형상들은 힘의 평형에 의해 일치시켰다. 그리고나서, 온도분포와 열전달 계수를 계산하였다. 속도형상과 마찰계수들의 해석결과는 반경비 (${\alpha}$)= 0.13, 0.26, 0.4, 그리고 0.56 경우의 실험과 매우 잘 일치하였다. 마찰계수와 Nusselt number에 미치는 반경비, 조도비, 그리고 조도에 대한 피치비 등과 같은 여러 변수들의 효과들을 조사하였다. 본 연구는 일정 조도 요소들이 전체적 효율 측면에서 볼 때 열전달을 우리하게 향상시킨다는 것을 증명하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.21 no.1
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• pp.59-66
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• 2017

In this paper, to protect the piping in nuclear power plants and various plant facilities, we have developed a damper using the friction method and carried out a study to analyze the performance. Friction typed damper means a device for attenuating vibration by generating a frictional force to the bearing and the shaft by applying a compressive force to the MER-Spring. In order to analyze the performance of the damper, the properties of MER-Spring and friction materials were analyzed, a study on the effects of friction was carried out, and the behavior of this equation was established. And, to determine whether deformation of the material and to examine the reliability of the behavior equation established, prototypes was produced and, through a performance test and finite element analysis of a damper made of specimens, they were analyzed. As a result, it is noted that the reliability of the material was confirmed, the coefficient of friction have to be adjusted according to the velocity, cyclic loading test and finite element analysis results show exhibits excellent results. In addition, a review of the dynamic loads in the future shall be performed for the usage in more broad fields.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.5
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• pp.545-550
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• 2014

This study provided the analytical finite element method estimating the friction-induced noise on the complex beam structure. The frictional contact model was theoretically constructed and applied to the analytical finite element squeal model. The numerical results showed that the beam structure was excited by the mode-coupling instability of the specific system modes. Also, the direction of friction was shown to influence on the dynamic instability of the modes. Besides, the unstable modal frequencies estimated from the numerical calculation were validated by the experiment of the actual beam structure.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 1999.03b
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• pp.265-268
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• 1999

열간 박판 압연공정에서의 압연하중 압연동력을 실시간으로 계산할 수 있는 모델식을 유한요소 해석결과들을 이용하여 개발하였다 압연하중 압연동력값 결정에 비교적 큰 영향을 주는 인자들로는 형상계수 압하률, 률직경 률속도 스트립 입측온도, 탄소함량, 마찰계수들은 이론적으로 계산이 가능한 무마찰의 균일 평면 변형유 압축공정의 금형하중(F、) 동력 (P、)식을 도입함으로써 내삽모델식에서 제외시킬수 있었다 쿨롱마찰계수($\mu$) 0.3 일 경우의 유한요소해석 결과 데이터들을 내삽법(interpolation)을 통해서 다항식 형태로 {{{{ {F } over {F、 } }}}}, {{{{ { {P }_{f } } over { {P }_{d } } }}}}, {{{{ { {P }_{d } } over { {P }^{、 } } }}}} 식들을 구하였다 마찰계수에 따른{{{{ {F } over {F、 } }}}} {{{{ {P } over { {P }^{、 } } }}}}값의 변화는 형상계수에 따라 기울기가 결정되는 직선 형태로 나타내어짐을 유한요소해석 결과로부터 관찰 할 수 있었다. 이와같이 구한 압연하중 압연동력 모델식의 유효성을 검증하기 위해 무작위로 추출한 실제공정들에서 모델식으로 계산한 압연하중 압연동력 값들을 유한요소해석결과와 서로 비교해 보았다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.7
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• pp.434-441
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• 2016

Friction Stir Welding (FSW) is a solid-state joining process involving the frictional heat between the materials and tools. The amount of heat conducted into the workpiece determines the quality of the welded zone. Excessive heat input is the cause of oxides and porosity defects, and insufficient heat input can cause problems, such as tunnel defects. Therefore, analyzing the temperature history and distribution at the center of the Friction Stir Welded zone is very important. In this study, the temperature distribution of the friction stir welding region of an AZ61 magnesium alloy was investigated. To achieve this goal, the temperature and metal flow was predicted using the finite element method. In FE analysis, the welding tool was simplified and the friction condition was optimized. Moreover, the temperature measuring test at the center of the welding region was performed to verify the FE results. In this study, the tool rotation speed was a more dominant factor than the welding speed. In addition, the predicted temperature at the center of the welding region showed good agreement with the measurement results within the error range of 5.4% - 7.7%.