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.
A lubricated state of an automobile transmission can not be inspected directly with eyes. Thus, it needs to develop a more general method. Wear debris can be collected from the lubricants of operating transmission of an automobile and its morphology is directly related to the fiction condition of the interacting materials from which the wear particles originated in lubricated transmission. In this paper, to identify the friction condition for transmission gear by neural network, the wear test of ball-on-disk type and the analysis of friction state were carried out for carburized SCM420 and nitrocarburized NT100 under different experimental conditions. The four shape parameters($50\%$ volumetric diameter, aspect, roundness and reflectivity) of wear debris were calculated by the image processing system. They were used as input values to identify the moving condition of transmission gear by the neural network.
A mechanical face seal is most commonly used to seal liquids and gases at various speeds, pressures and temperatures. The primary seal ring is in sliding contact with the seal seat and as a result heat in the vicinity of the interface is generated. Local temperatures at points along the circumferential direction will fluctuate as asperities on the surfaces pass. This kind of fluctuation of temperature has been investigated to take place. This may lead to the hot spots phenomenon between the contacting asperities. Sibley and Allen showed photographic evidence of systemically moving hot spots in the contact zone. The appearance of such a temperature disturbance has been attributed to a kind of thermoelastic instabilities between two surfaces: This involves a feedback loop which comprises localized elevation of frictional heating, resultant localized thermal bulding, localized pressure increase as the result of the bulging and futher elevation of frictional heating as the result of the pressure increase. The heating of hot spots will be continued until the expanded material due to the frictional heating is worn off. Therefore to predict the speed of temperature propagation into the body is essential to the analysis of heat transfer on the edge of the seal.
In this study, the Stokes flow in the microchannel is analysed where the semicircular protuberances with constant spacing are attached on the upper and lower walls with staggered arrangement. For the low Reynolds number flow in microchannel, Stokes approximation is used and the periodicity and symmetry of the flow are considered to determine the stream function and pressure distribution in the flow field by using the method of least squared error. As results, the streamline patterns and pressure distributions in the flow field are shown for some specific values of the size and spacing of the protuberances, and shear stress distributions on the surface of semicircular protuberances are plotted. Especially, for an important physical property, the average pressure gradient along the microchannel is obtained and compared with that for the case of in-phase arrangement of the upper and lower protuberances. And, for the small clearance between the protuberances of upper and lower walls or between the protuberances and the opposite wall, the average pressure gradient is derived from the lubrication theory and compared with that of the present study.
본 연구에서는 최신기법에 의해서 제조된 HIP제 질화규소와 지르코니아를 실험재료로 하여 무윤활하에서의 미끄럼마찰·마멸실험을 수행하여 마찰·마멸특성을 규명하고, SEM을 이용한 마멸면의 미시적 관찰을 통해서 세라믹의 마멸기구를 조사하 여 세라믹마멸기구의 마멸모델을 제시하고자 한다. 제시된 마멸모델에서 파괴역학을 도입하여 이론해석과 고찰을 수행하여 보다 실용적인 세라믹의 마멸율울 평가할 수 있 는 새로운 무차원 파라메터를 제안하고자 한다.
국내에서 생산중인 대구경 탄약은 대부분 Ogive 부를 제조하는 방법으로 Press Nosing 공법을 적용하고 있다. Press Nosing 공법은 프레스 공정 전 후 윤활처리 등의 추가적인 공정이 필요한 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 단점을 개선할 수 있는 점진성형 공법 중 하나인 Swaging 공법의 대구경 탄약 적용 가능성을 제시하고자 하였다. 대구경 탄약인 155MM K307 탄체는 Press Nosing 공정을 적용하는 대표적인 제품으로, 본 연구에서는 K307 탄체의 Sub-scale 시험품을 제작하여 Swaging 공정을 적용한 소성가공 실험을 실시하였다. 최종 성형 치수를 만족하는 단면감소율 75 % 까지 소성가공이 가능한지 여부 및 Swaging 성형으로 제작된 제품의 치수만족 여부, 제품 결함 발생 여부, 단면감소율에 따른 경도 변화, 두께의 증가 등을 고찰하였다. 시험을 통해 단면적 감소율에 따라 비례적으로 경도가 증가하여 단면적 감소율 75 %에서 경도는 HV 335 이상 증가하는 것을 확인하였다. 소재두께 변화량은 이론적 계산값과 유사한 경향을 보였으며 단면 감소율 75 %에서 두께 증가율은 65.4 %로 비례함을 확인하였다.
본 논문은 엔진 베어링에서 크랭크샤프트의 경사도를 고려했을 때와 고려하지 않았을 때 유막 동적거동을 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 해석하였다. 본 해석은 탄성유체윤활 이론을 바탕으로 하여 최소유막의 동적특성을 수치적으로 해석하였다. 유막설계에 매우 중요한 인자인 크랭크샤프트 경사도를 고려하기 위하여 크랭크샤프트와 엔진베어링을 탄성체로 모델링 하였다. 유막거동해석을 위한 경계조건으로는 엔진 베어링에서 발생하는 비선형 구속력과 굽힘 모멘트를 고려하였고 이에 따른 크랭크샤프트의 경사도 영향을 고려함으로써 좀 더 실제 현상과 유사한 모델링을 수행하였다. 해석결과 엔진 베어링의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 최소유막두께가 크랭크샤프트의 경사도를 고려하지 않았을 때보다 고려하였을 때 16%에서 24%정도 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한, 해석결과에서와 같이 크랭크샤프트 경사도 증가는 최소유막두께의 감소를 유발하고 이에 따른 베어링 파손을 예측할 수 있었다. 따라서 본 논문의 해석결과가 자동차 엔진 베어링 설계 시 매우 유용한 자료로 사용될 것으로 사료된다.
천연흑연은 단위구조가 탄소육각망평면이 평행하게 배열된 층상으로 전기전도도 및 윤활성이 우수하나 소수성이 매우 강하며, 표면화학적 목성이 거의 없기 때문에 다른 물질과 흡착이 쉽게 일어나지 않아 분산이 매우 어려운 물질이다. 따라서 본 연구에서는 제타전위를 이용하여 흑연에 ABDM을 흡착시켜 표면특성을 소수성에서 친수성으로 변화시키고 수중현탁액 중에서 흑연입자의 분산 메커니즘을 DLVO이론을 이용하여 설명하였다. 흑연의 제타전위가 22.5mV가 되도록 ABDM의 흡착량 (20mg/g) 및 조건 (PH 10에서 12시간 흡착)을 만족시키면 분산안정성 (T$_{1/2}$) 이 44.5시간인 고분산성 흑연 현탁액을 제조할 수 있다.
This paper presents a wear analysis procedure for the journal bearings on a stripped-down single-cylinder engine during start-up and coast-down by motoring. A journal bearing is in the mixed elastohydrodynamic (EHL) lubrication region when the shaft speed is less than the corresponding lift-off speed. Below the lift-off speed, a wear scar can form on bearing surfaces. In part 1 of this paper, we develop the appropriate formulations and the calculation procedure for the analysis. Specifically, we formulate an equation for modified film thickness in a journal bearing considering the additional wear volume. In order to obtain the modified specific wear rate induced by the modified Archard’s wear coefficient, we utilized the extended non-dimensional diagram for the specific wear rate, k, the fractional film defect coefficient, Ψ and the asperity load sharing factor, γ2. This asperity load sharing factor is newly calculated by setting the Zhao-Maietta-Chang (ZMC) asperity contact pressure equation coupled with the central film thickness equation derived by using the ZMC asperity contact model equal to the modified central contact pressure derived by using the central (or maximum) contact pressure at the dry rough line-contact configuration. We can use the procedure introduced in this paper to determine the lifetime (or longterm) linear wear in radial journal bearings that is a result of repeated stop-start cycles.
강도활용을 극대화한 볼트의 소성역체결시 볼트의 항복은 볼트에 발생한 인장응력과 너트 나사산과의 접촉면에서 오는 마찰토오크에 의한 전단응력과의 조합에 의한 영향을 받는다. 볼트는 최소단면적인 나사부중 너트와 물리지 않은 여우나사부에서 먼저 항복을 일으킨다. 볼트재료는 대체로 항복과 더불어 소성경화를 보이며 그 정도는 고강도재료에서 인장강도의 10%정도이다. 본 연구에서는 소성역체결시의 거동해석을 변형도증분이론에 의거 해석하였다. 항복은 최소단명이 원통의 표면에서 시작되며 이를 두께가 얇은 원통으로 취급하였다. 항복의 전파는 이들 얇은 원통이 체결이 진행됨에 따라 순차적으로 항복에 이르는 것으로 보고 이 얇은 원통들을 항복시키는데 필요한 축력과 토오크를 합하여 체결종료시의 볼트축력과 (나사면마찰) 토오크로 하였다. M10미터 가는 나사를 계산과 실험에 사용하였다. 축력과 마찰토오크의 마찰계수에 대한 변화관계를 보여주는 그래프와 더불어 실험에서 사용한 볼트의 설계보조 선도를 제시하였다. 이 설계보조용 선도는 실험실에서 얻어진 토오크계수와 마찰계수와의 관계를 그린 것으로 윤활, 포면처리등 현장조건에 따라 달라진 마찰계수를 적절히 취급하는데 효과적으로 활용이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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