• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1994년도 제19회 학술대회
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• pp.56-64
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• 1994

탄성유체윤활 (elastohydrodynamic lubrication : EHL)이론은 구름 베어링, 기어 및 캠기구 등과 같이 집중 하중을 받는 기계 요소에서의 윤활 현상을 설명하는 이론으로서, 윤활부분에서 금속 접촉이 발생하지 않도록 기계요소를 설계하기 위하여 필요한 최소유막두께를 결정하는 데 사용된다. 그리이스는 대표적인 윤활제로서 구름 베어링의 윤활에 있어서 중요한 위치를 점하고 있다. 현재 집중 하중을 받는 기계 요소의 윤활에는 윤활 구조의 간편화, 보수의 용이성, 먼지나 이물의 침입 방지 등에 유리한 그리이스 윤활의 사용이 확대되고 있다. 현재 전동기, 가정용 전기기기, 측정기 등에 쓰이는 구름 베어링의 경우는 거의 전량 그리이스 윤활이 사용되고 있다. 지금까지의 연구는 유동특성상의 복잡성 때문에 무한장 선접촉 등온 EHL 문제에 대한 해석이었고, 아직까지는 그리이스 윤활 TEHL 해석에 관한 연구는 발표된 바 없다. 본 연구에는 Herschel-Bulkley 모델 그리이스 EHL문제를 열탄성유체윤활해석하여 보다 정확한 접촉부의 압력분포와 유막형상을 예측하고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1990년도 제11회 학술강연회초록집
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• pp.58-72
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• 1990

유체 윤활 이론에 의한 저어널 베어링의 해석은 그 적용 버위가 넓기 때문에 다양하게 연구되어왔다. 근래에는 열적 효과의 중요성 때문에, 윤활유의 점도와 온도와의 관계, 윤활유 주입홈에서의 윤활유 혼합현상, Cavitation현상, 고속에서 윤활유의 난류현상, 윤활유 주입구의 위치 그리고 경사진 베어링 축이 유막에 미치는 영향 등 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 반원주형 윤활홈을 갖는 저어널 베어링의 주입 윤활유의 열효과가 베어링 부하량과 마찰에 미치는 영향 등을 고찰하였고, 본 연구를 수행하기 위해, 베어링 Bush와 Shfft벽에서 여러가지 열전달 겅계 조건을 가정한 가운데 Reynolds 방정식을 Energy 방정식과 동시에 수치해석적으로 풀었다. 수치해석 방법은 FDM(Finite Difference Method) 중 SOR(Successive Over-Relaxation)Technigue을 이용하였다. 또한 윤활유 점도와 온도의 관계는 지수함수(Exponential Function) 형태로 취했다. 주입 윤활유 온도와 압력 그리고 윤활홈의 형태 등을 변화시켜가며 베어링 성능에 미치는 영향을 조사하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권6호
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• pp.11-18
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• 2012

대형 상용 엔진에서 발생하는 유효 도시 마력의 약 4~15%는 마찰 손실을 통해서 사라지며 마찰 손실 중 약 40~55%는 엔진 실린더와 피스톤 사이의 마찰에 의하여 발생하여, 엔진 전체에서 발생하는 마찰 손실 중 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 이 연구에서는 엔진 실린더 라이너의 온도 분포 개선을 통해 라이너를 따라 유막을 형성하고 있는 윤활유의 적정 점성을 유지시키는 방법을 제시하고자 한다. 피스톤-라이너에서 발생하는 마찰 특성은 피스톤의 행정 위치에 따라서 접촉 마찰과 유막에 의한 마찰로 구분되며 이에 따라 요구되는 윤활유의 점성 특성 또한 달라진다. 먼저 해석 모델을 통하여 실린더 라이너 내부 온도 분포 특성을 확인한 후 피스톤 마찰 특성을 고려한 적정 온도 분포를 고찰하며 실린더 라이너에 열저항 코팅을 통해서 이를 구현하였다. 또한 실린더-피스톤 간의 마찰/윤활 해석을 통하여 열저항 코팅의 마찰 개선효과를 확인하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1992년도 제15회 학술강연회초록집
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• pp.66-70
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• 1992

고전적 동수압유체윤활이론은 유막 내의 점성을 일정하다고 가정한다. 유막의 전개방향이나 유막두께방향으로의 온도변화를 결정하는 데 이론적으로나 실험적으로 어려움이 있으므로 이 간소화는 베어링설계에 널리 사용되었다. 그러나 많은 실험적 관찰은 등점성 동수압유체윤활이론은 유막내의 온도상승이나 하중지지용량의 감소를 설명하지 못함을 입증하였다. Fogg는 평행한 추력베어링이 하중을 지지할 수 있음을 발견하였으며 이 fogg의 효과는 동수압 유체윤활이론의 예측과 반대되는 것이고 Thermal wedge라는 개념으로 설명되었다. Hunter와 Zienkiewicz는 유막내에서의 에너지 균형에 관한 이론적 연구를 소개하였고, 온도효과와 이로 인한 유막두께 방향의 점도 변화는 무시될 수 없다는 결론을 내렸다. 본 해석에서는 압력분포를 근사해법으로 구하여, 선지지되는 2차원 틸팅패드 트러스트베어링에서 패드의 탄성 변형을 고려한 열유체윤활해석과 고려하지 않은 얼유체윤활 해석의 결과를 서로 비교함으로서 패드의 변형이 유막의 압력장과 온도장에 미치는 영향과 패드두께의 변화가 유막의 온도장과 압력장에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1998년도 제28회 추계학술대회
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• pp.151-159
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• 1998

디젤 엔진의 푸쉬로드 타입의 밸브 트레인에서의 힘의 전달 과정을 기구학적 응용을 통하여 구하였다. 이러한 힘의 최종 전달 단계인 캠과 평판 종동물의 접촉에서의 작용하중과 상대 운동 속도를 계산하였고 접촉면에서의 유막 두께를 고체면의 탄성변형을 고려하여 계산하였다. 특히 탄성 유체 윤활의 해석을 하는데 있어서 안정성과 수렴성이 우수한 멀티그리드 멀티레벨 기법을 사용하였으며 동하중 상태를 고려하여 유막 두께를 계산하고 기존의 정상상태의 해석해와 비교하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1986년도 제4회 학술강연회초록집
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• pp.52-55
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• 1986

최근 난류상태에서 운전되는 베어링의 사용이 많아짐에 따라, 윤활문제에서도 난류영역에 관한 연구의 필요성을 느끼게 되었다. 베어링내의 흐름이 난류상태가 되면 마찰손실의 증가등 증류상태에 비해 여러가지의 윤활특성이 달라지는데, 특히 마찰열에 의한 윤활제의 온도증가는 베어링성능변화에 크나큰 영향을 줄 것으로 예측된다. 일반적으로 유막내에서의 온도변화가 그다지 없는 경우는 재래의 등점도이론으로 어느정도 성능예측이 가능하나, 온도변화가 지배적인 경우에는 점도변화를 고려한 THD해석이 성능예측에 보다 유용하다고 알려져 있으며 이에대한 많은 연구가 수행되고 있다. 이들 해석은 실제 온도상승이 가장 큰 벽면에 인접한 영역에 대해서 불완전하며, 편심율이 큰 경우에서와 같이 축 방향의 유동이 크거나, 역류가 발생하는 경우에는 적응이 곤란하다. 본 연구에서는 이런 점을 개선하기 위해 $\kappa-\varepsilon$모델을 이용한 저어널베어링에서의 3차원 THD해석을 행하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1993년도 춘계학술대회 및 공장견학
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• pp.97-107
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• 1993

프시톤 형상에 관한 연구는 엔진의 열효율을 상승시키는데 중점을 두었으나 캘리포니아주의 환경 관련 법안을 계기로 공해 물질의 배출을 중이는 방향으로 연구가 이루어지고 있다. 즉, 실린더내의 최고 온도와 압력을 적정한 수준에서 조절하여 공해물질의 방출을 극소화시키면서 열효율을 높힐 수 있는 방안에 대한 연구를 많이 진행하고 있다. 본 논문은 유한요소법을 이용하여 저마찰 패드식 피스톤에 대한 트라이볼로지적 해석으로 피스톤의 편심에 따른 압력 분포도 해석, 마찰력과 피스톤의 동특성에 대하여 알아보고자 한다. 이들을 해석하기 위한 가장 중요한 역학적 상태량은 피스톤 표면의 압력 분포와 피스톤의 편심량이며 특히, 압력 분포 해석은 피스톤의 유막 설계시 기본이 된다.

• 기계저널
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• 제29권3호
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• pp.261-269
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• 1989

볼 베어링의 성능에 중요한 영향을 미치는 볼 베어링 특유의 기하학적 형상, 탄성론에 근거한 볼과 궤도륜 사이의 접촉역학 및 구름접촉을 위한 탄성 유체윤활이론을 소개한 후, 축방향 하 중하에서 고속으로 회전하고 있는 볼 베어링의 해석방법을 기술하였다. 소개된 해석 방법이 완박한 것은 아니며, 보다 엄밀한 해석을 위하여 마찰열에 의한 온도상승의 영향을 고려하여야 할 것이다. 또한 해석 결과를 얻기 위하여 효율적인 수치 계산법을 적용한 볼 베어링 해석을 위한 결과를 얻기 위하여 효율적인 수치 계산법을 적용한 볼 베어링 해석을 위한 전용 소프트 웨어를 개발하여야 한다. 외국에서는 이와 같은 컴퓨터 프로그램이 사용되고 있으나, 우리도 독자적으로 전용 소프트웨어를 개발함으로써, 외국의 소프트웨어를 도입하였을 때의 한계를 피 하고, 다양한 응용예마다 가장 효율적인 해석을 할 수 있는 유연성을 가질 필요가 있다고 생각 한다. 구조물 최적설계를 위하여 유한요소 해석 프로그램을 이용하듯이, 이와 같은 전용 해석 소프트웨어를 사용하여 볼 베어링의 최적설계를 할 수 있을 것이다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1998년도 제27회 춘계학술대회
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• pp.342-346
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• 1998

최근의 자동차엔진에서 사용되는 윤활유에는 여러 가지 첨가물이 사용된다. 특히 고분자량 폴리머계의 점도 지수 향상제를 윤활유의 원유에 첨가함으로써 온도 증가에 따른 점도 불안정성을 방지하는 다등급 윤활유 성격을 얻을 수 있다. 그러나 이러한 고분자량 폴리머계의 첨가물은 고온의 엔진 운전 조건에서 윤활유의 점도 안정성을 보장해줌에도 불구하고 엔진 부품들의 정상적인 운동 속도에서도($1-^6 S^{-1}$) 고 전단 변형율 속도로 인하여 유막 감소 효과를 발생 시킨다. 또한 이 첨가제들은 엔진 부품의 마찰 표면에 큰 전단 응력을 지닌 끈끈한 형태의 경계막을 형성한다. 고분자량 폴리머계의 점도 지수 향상제에 대한 예기치 못한 영향은 유막 감소 효과로 인하여 엔진 부품간의 마모를 증가 시키고 점도의 감소로 마찰을 감소 시키는 반면 경계막으로 인하여 고체면이 보호를 받는데 있다. 이러한 유막 형성의 물리적인 개념에 대하여 고체면의 끈끈한 경계막의 존재 효과와 두 경계막 사이에서 일어나는 유막 감소 효과를 표현할 수 있는 현실적인 해석의 필요성이 제기된다. 본 연구는 최근에 많이 쓰이고 있는 점도 향상제가 첨가된 윤활유가 자동차 밸브 트레인 시스템에서 유막 형성에 미치는 영향을 마찰 효율과 마모 방지의 입장에서 고찰하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제34권4호
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• pp.253-258
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• 2017

This paper presents a numerical study on the thermal characteristics of a milling process of titanium alloy with nanofluid minimum-quantity lubrication (MQL). The computational fluid dynamics (CFD) approach is introduced for establishing the numerical model for the nanofluid MQL milling process, and estimated temperatures for pure MQL and for nanofluid MQL using both hexagonal boron nitride (hBN) and nanodiamond particles are compared with the temperatures measured by thermocouples in the titanium alloy workpiece. The estimated workpiece temperatures are similar to experimental ones, and the model is validated.