• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.95-101
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• 2024

본 논문에서는 다이나믹크리깅 대리모델 기반 자동차 브레이크 패드 마모량 측정센서 브라켓의 설계최적화를 소개한다. 브레이크 작동시 마찰재 바닥의 온도가 600℃ 이상으로 상승하고, 이 열이 전달되어 센서의 기능을 상실시킨다. 따라서 열전달을 최소화하는 브라켓 형상의 설계최적화는 필수적이다. 최적화에 소요되는 계산비용을 절감하기 위해 다이나믹크리깅 대리모델로 열전달 시뮬레이션을 대체하였다. 다이나믹크리깅은 최적의 상관함수와 기저함수를 선정하였으며, 정확한 대리모델을 도출하였다. 최적화 결과 센서위치의 온도가 초기모델에 비해 7.57% 감소하였으며, 이를 열전달 시뮬레이션으로 다시 한번 확인하여 대리모델 기반 최적설계가 유의미함을 검증하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.104-111
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• 2014

이 논문에서는 자동차의 제동장치에 사용되는 브레이크 모듈 조립 작업을 로봇을 사용하여 자동화한 사례를 소개한다. 브레이크 모듈은 하나의 토크 멤버에 두 개의 브레이크 패드와 두 개의 패드 라이너를 장착하여 조립을 완성한다. 이 조립 작업은 로봇의 방향을 자주 바꾸어 주어야하기 때문에 일반적인 산업용 로봇 핸드를 사용하면 조립 시간이 오래 걸린다. 이 논문에서는 두 가지 방법을 제안한다. 첫 번째 방법은 다섯 개의 그리퍼를 갖는 로봇 엔드 이펙터를 설계, 제작하여 기존의 산업용 6축 머니퓰레이터에 장착하여 조립 작업을 수행하는 방법이다. 이 방법에서는 두 개의 브레이크 패드와 두 개의 패드 라이너를 한꺼번에 파지하여 조립 작업을 수행하며 따라서 하나의 그리퍼 만을 가지고 있는 기존의 엔드 이펙터에 비해 조립 시간을 줄일 수 있었다. 두 번째 방법에서는 첫 번째 방법을 더욱 개선하여 엔드 이펙터가 하나의 부가적인 자유도를 가지도록 설계, 제작하여 기존의 산업용 6축 머니퓰레이터에 장착하였다. 이 방법에서는 전체 로봇 머니퓰레이터가 7 자유도를 갖는 여유자유도 머니퓰레이터가 되어 로봇의 동작을 최소화하면서 조립에 필요한 다양한 로봇 방향을 구현할 수 있었다.

• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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• 한국신뢰성학회 2004년도 정기학술대회
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• pp.297-301
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• 2004

세탁기의 Shaft Ass'y는 모터로부터 동력을 전달 받아 세탁 및 탈수행정의 제어 기능을 수행하는 세탁기의 핵심부품으로 사용 중 브레이크 밴드소음을 유발하여 소비자의 불만족 요소로 작용하고 있다. 그러나 드럼과 브레이크 페드의 정확한 마찰소음 현상 규명이 안되어 불량 개선에 많은 어려움이 있다. 이를 해결하고자 소음, 진동, 소재 분석 및 ESPI(Electronic Speckle Pattern Interferometry) 분석을 통해 고장원인을 규명하였다. 특히 ESPI는 비접촉, Full Field 정밀 변형 가시화 장치로 Shaft Ass'y의 동작 중 공진소음 발생 부위를 변형 가시화를 통해 정확하게 찾을 수 있었다. 밴드소음 원인은 브레이크 Lever의 공진에 의해 발생하였고 브레이크 밴드 패드의 접촉면적 불균일로 인한 국부적 마찰력 증대가 소음원으로 작용하였다. 밴드소음의 정확한 고장 메커니즘 규명을 통해 개선안을 도출하여 적용하였고 밴드소음 개선효과를 얻을 수 있었다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.45-51
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• 2005

Braking performance of a vehicle can be significantly affected by the temperature increment in the brake system. Therefore, the important problem in brake system is to reduce the thermal effect by friction heat. Recently, many studies have been performed and good results have been reported on the prediction of the brake disk temperature. However, the study on the pad, piston and brake fluid temperature is rarely found despite of its importance. In this study, the temperature distribution of the disc brake system is studied according to the material properties of brake piston. Vehicle deceleration, weight distribution by deceleration, disc-pad heat division and the cooling of brake components are considered in the analysis of heat transfer. Unsteady state temperature distributions are analyzed by using the finite element method and the numerical results are compared with the experimental data.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.181-185
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• 2001

This paper deals with the dynamic stability of a disc brake pad taking into account of its shear deformation and rotary inertia. A brake pad can be modeled as a beam like model subjected to distributed friction forces and having two translational springs. The study of this model is intended to provide a fundamental understanding of dynamic stability of drum brake pad. Governing equations of motion are derived from extended Hamilton's principle and their corresponding numerical solutions are obtained by applying the finite element formulation. The critical distributed friction force and the instability types are investigated bt changing two translational spring constants, rotary inertia parameter and shear deformation parameter. Also, the changes of eigen-frequencies of a beam determining instability types are investigated for various combinations of two translational spring constants.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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• pp.325-328
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• 2001

Disc brake squeal is caused by mechanical vibrations generated from friction force excitations exerted by the pad on the rotor. In order to understand the origin of these vibrations and to speed up the design, the characterization of the individual brake system components is desirable. In this paper, the results of modal analysis are presented in terms of several slot-type with free-free boundary conditions. Special attention is paid to variations of the natural frequency at each vibration mode as the result of modifying slot pattern.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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• pp.665-670
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• 2000

The paper presents the dynamic instability of a disc brake pad subjected to distributed friction forces. A brake pad can be modeled as a beam with two translational springs. The study of this prototypical model is intended to provide a fundamental understanding of disc brake pad instabilities. Governing equations of motion are derived form energy expressions and their corresponding solutions are obtained by employing the finite element method. The critical distributed friction force and the instability regions are demonstrated by changing two translational spring constants. Finally, the changes of eigen-frequencies of a beam determining instability types are investigated for various combinations of two spring constants.

• 산업경영시스템학회지
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• 제35권3호
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• pp.180-186
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• 2012

신제품 개발에 있어서 제품의 잠재적 고장모드를 줄이기 위한 설계 노력은 매우 중요하며 이를 위해서는 체계적이고 혁신적인 신뢰성프로그램을 적용하는 것이 반드시 필요하다. 기업에서 동시공학을 기초로 한 건전한 신뢰성프로그램에 포함된 주요활동으로는 DFR(Design for Reliability), 신뢰성검증 및 물리적 해석활동 등이 있으며, 이 중 DFR은 제품 개발을 지원하는 첫 번째 과학적 신뢰성활동이다. 본 연구는 브레이크패드의 신뢰성을 향상시키기 위하여 회사조직전체에서 여러 부서의 팀 구성원이 유기적으로 참여하는 DFR 프로세스를 조직하고 실행하는 전략과 기술에 대한 연구이다. 본 사례연구의 동기는 해당기업에서 DFR에 적용된 모든 도구와 기술을 통해 제품의 신뢰성을 향상시키고 동시에 글로벌시장의 잠재고객에 대하여 품질과 신뢰성에 대한 확신을 주는데 유용하게 활용하기 위함이다. 본 논문에서는 제품개발주기의 개념설계단계 부터 제품의 폐기까지의 DFR 개념 전개에 대하여 설명하고, 기술적 도구를 적용한 설계초기 단계에서의 분석사례를 제시하였다.

• 자동차안전학회지
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• 제7권3호
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• pp.19-24
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• 2015

Brake pads are a component of disc brake system of automobile and consist of steel backing plates and friction material facing the disk brake rotor. Due to the repeated sliding forces and torque in vehicle braking, friction performance of brake pads are ensured. Futhermore, the brake pad is one of major tuning components in aftermarket, mechanical characteristics of the brake pad are necessary to evaluate for establishing the certification standards of tuning components. This study had performed the five specimen tests for friction coefficients and wear loss rates according to the SAE test specification. Using the instrumented indentation method, yield strength and tensile strength were measured. Friction coefficients, 0.386 - 0.489, and wear loss rates, 1.0% - 3.7% are obtained. The range of yield strength and tensile strength are 21.4 MPa - 105.3 MPa and 39.5 MPa - 176.4 MPa respectively.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.287-292
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• 2019

본 논문은 자동차 제동성능에 대한 운전자의 요구에 따라 브레이크 디스크 튜닝이 많이 이루어지고 있어, 자동차에 사용되고 있는 순정 디스크와 튜닝제품으로 나오고 있는 디스크의 열적거동을 FEM해석을 통해 분석하였다. 순정 디스크 모델링 및 튜닝 디스크 Model-1, Model-2, Model-3로 모델링을 하고 디스크 회전속도를 1000rpm으로 설정하여 해석을 실시하였다. 브레이크를 작동하면 디스크와 패드 접촉에 의해 발생하는 작동시 온도와 디스크 정지 후 마찰면의 온도, 열 변형 등 디스크 표면의 열적거동에 대하여 분석하였다. 브레이크 작동시(0-4.5초) 온도는 순정 디스크보다 튜닝 디스크가 34℃높게 나타났고, 디스크 정지 후(40.5초) 온도는 튜닝 디스크가 18℃낮게 분석되었으며, 디스크 열에 의한 변형은 튜닝 디스크가 0.3mm정도 많이 변형되었다. 순정 디스크와 튜닝 디스크의 열적거동에 따른 페이드 현상 등을 줄일 수 있는 효과는 있으나, 튜닝 디스크의 홀 가공 및 디스크 면 가공에 따른 열적거동에는 크게 변화가 없음을 관찰할 수 있었다.