• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.20 no.4
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• pp.512-520
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• 2017

On a typical railway, trains travel using the friction between the wheel and the rail. Contact pressure is generated between the wheel and the rail, and the magnitude of the contact pressure changes depending on the weight, speed, wheel-set hunting, and contact point of the vehicle. In this study, the contact characteristics were analyzed through the finite element analysis for the wheel/rail system on curved track, and fatigue damage and wear rate of wheel/rail according to contact pressure were analyzed through rolling contact fatigue test. Results indicate that, general and heat treated rails showed higher wear rate than wheels, and general and heat treated rail wear rate increased rapidly over a certain number of repetitions. In addition, the general rail wear rate was about 7 ~ 15% higher than that of the heat treated rail, and a regression equation for the rail wear rate with the contact pressure in the contact pressure range of 900 ~ 1,500 MPa was presented.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.31 no.1
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• pp.23-29
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• 2018

In knee implants, contact pressure has a significant effect on wear. In this study, finite element analysis is performed using the knee implant model developed in the previous research. The contact pressures for a total of 10 knee implant materials combinations were analyzed using the combinations actually used in research and industry. In order to calculate the contact pressure, The load was applied when the flection angle of knee was $30^{\circ}$, $45^{\circ}$ and $60^{\circ}$. The result of contact pressure revealed the smallest contact pressure in the titanium alloy-UHMWPE combination. In the case of UHMWPE, contact pressure did not change much with any material used in the femur. Compared the combination with the largest contact pressure and the smallest contact pressure, the difference was 0.77%. On the other hand, Carbon / PEEK composites showed 5.3% difference when the contact pressure was the largest and the smallest. It can be seen that when the Carbon / PEEK composite material is used as the bearing part, the material of the femoral part affects the wear. This study will contribute to the prediction of knee implant wear and minimization of wear.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1995.06b
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• pp.48-53
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• 1995

본 연구에서는 윤활유막의 접촉압력 거동문제를 다른 각도에서 유한요소기법으로 해석하고자 한다. 즉, 혼합기가 폭발하게 되면 피스톤과 실린더 사이의 윤활유막이 순간적으로 초고압을 받아서 윤활유막은 밀폐된 공간에서 마치 폴리머처럼 거동할 것이라고 가정할 수 있다. 이와 같은 현상은 극히 짧은 시간에 국부적으로 일어날 것으로 예상되며, 이러한 작동조건에서 피스톤 링의 접촉면 형상에 따른 피스톤 압축링-윤활유막 사이의 접촉압력 거동문제를 미시적일 측면에서 유한요소기법으로 피스톤의 동적문제를 해석하고자 한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.5
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• pp.399-407
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• 1998

본 연구에서는 LCD패키지용 이방성 전도 필름의 전기적, 기계적 특성 및 신뢰성에 미치는 접속 변수의 영향을 연구하였다. 이방성 전도 필름을 통한 전기적 전도 현상을 각각의 도전 입자와 기판 사이의 기계적 접촉에 의해 접촉 방향으로만 전류가 흐르게 되는 것이 주되는 전도 기구이다. 따라서 접속 압력에 따라 각각의 도전 입자의 변형으로 기판 사이의 접촉 면적이 변하는데 이방성 전도필름의 접촉 저항은 이런 접촉 변화에 의해 결정된다. 접속 압력에 따라 초기에 접촉 저항은 감소하다가 점차 접촉 저항기가 안정화되는 거동을 보였다. 그러나 높은 접속 압력에서는 오히려 저항치가 약간 증가함을 보였다. 이방성 전도 필름 접속의 접착력을 평가하기 위해 필 테스트(peel test)를 시행하였는데, 접속 압력과 접속 온도를 증가 시킬수록 이방성 전도 필름 접속의 접착력을 평가하기 위해 고온 시효 시험, 온도 사이클링 시험, 고온 고습 시험의 신뢰성 시험을 시행하였으며, 이중 고온 고습 시험이 ACF접속의 전기적, 기계적 특성에 가장 악영향을 주었다. 또 큰 압력으로 접속된 것보다 작은 압력으로 접속되었을 때, 그리고 도전입자로는 금속 코팅 된 폴리머 입자가 사용될 때 신뢰성이 상대적으로 좋은 것을 발견했다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1986.11a
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• pp.47-51
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• 1986

로울러 베어링의 로울러는 길이방향으로 적당하게 Profiling하여 양단부에서 발생하는 응력집중을 줄이고 있다. 로울러와 레이스간의 접촉을 단순한 탄성접촉문제로 해석하는 경우에는 유막의 개념이 없어서 로울러와 레이스 사이의 압력분포와 유막형상을 정확하게 나타내기가 어려우므로 탄성변형과 압력에 따른 윤활유의 점도 변화를 고려한 탄성유체윤활(EHL)해석이 필요하다. 대부분의 해석은 무한장 로울러로 취급하는 것이 보통이며 실제의 로울러에 해당하는 유한한 길이의 선접촉 EHL 해석은 Mostofi & Gohar 및 Kuroda & Arai의 해석 정도이나 각각은 수렴하중이 작거나 로울러의 길이가 아주 짧은 경우에 해당한다. 본 연구에서는 FDM과 Newton-Raphson method를 이용하여 길이가 유한한 실제 크기의 Profiled 로울러에 대한 EHL상태에서의 압력분포와 유막형상을 보다 하중이 온 경우에 대해서 구하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.921-926
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• 1998

CANFLEX 연료봉 다발의 3000 시간 내구성 시험 기간 동안 속도센서를 사용하여 압력관 내부에 장전된 연료봉 다발의 진동을 측정하였다. 압력관 내부에 장전된 연료봉의 진동측정은 고온, 고압, 그리고 공간적 제약 때문에 가속도계나 스트레인 게이지 같은 접촉센서로는 측정할 수 없다. 비접촉 센서를 사용하면 이러한 난점을 해결하고 압력관 내부에 장전된 연료봉 다발의 진동을 측정할 수 있다. 속도센서는 비접촉 센서로서 가우스(gauss)의 크기를 감지하여 전압을 출력하는 센서이지만, 측정거리, 주파수, 그리고 속도와 가우스가 비선형이기 때문에 교정을 한 후에 사용하여야 한다. 본 본문에는 속도센서의 교정방법과 압력관 내부에 고온, 고압의 유체가 흐를 때 발생하는 연료봉 다발의 진동특성을 구하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1994.06a
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• pp.65-71
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• 1994

유압 실린더용 유패킹의 접촉력, 접촉폭, 돌출발생 임계압력을 밀봉간극에 대하여 유한요소법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 초기 간섭량이 증가함에 따라 접촉력 및 접촉폭은 급격하게 증가하였다. 그러나 유압이 작용하는 상태에서 밀봉간극이 감소하면 시일의 돌출현상이 발생하는 임계압력은 보다 가파르게 증가함을 확인하였다. 초기 간섭량에 의한 접촉력으로 부터 유압 실린더의 누설에 관련된 사용 최저 유압을 연계하여 갑섭량이 설계되어야하고, 돌출발생 임계압력으로 부터는 사용 최고유압과 관련하여 간극이 설계되어야 하므로 이에 대한 수치해석적 설계자료를 제시하였다. 특히 시일립부의 접촉면을 나타내는 축방향에 따라서 접촉력 분포는 시일립 선단부와 돌출현상에 따른 상호 복잡한 결과의 중요성을 제시하였다. 이 결과는 윤활해석을 위한 탄성유체윤활 해석시 입력자료로 사용될 수 있어 실제 유막두께 해석 및 유동해석을 통하여 누설량 예측 등에 이용될 수 있는 설게자료이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.281-281
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• 2012

연꽃잎 효과(Lotus effect)라 불리는 자가 세정 효과(self cleaning effect)는 연꽃이 항상 깨끗한 상태를 유지하는 것이 관찰되면서 꾸준히 관심에 대상이 되어 왔었다. 자가 세정 효과는 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성 표면에서 구현이 가능하며 이런 표면을 일상생활부터 산업분야까지 응용하고자 하는 많은 노력들이 있었다. 물질의 친수성 또는 소수성은 표면의 거칠기(roughness)와 표면에너지(surface energy)의 두 가지 특성에 의해 결정된다. 하지만 낮은 표면에너지 물질을 사용해도 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성 표면을 얻긴 힘들며, 표면의 거칠기를 증가시켜야 한다. PTFE (polytetrafluoroethylene)는 낮은 표면에너지를 가진 소수성 물질로 bulk일 경우 접촉각이 약 $108^{\circ}$이지만 거친 표면을 가진 박막으로 만들 경우 접촉각이 $150^{\circ}$ 이상의 값을 가지는 초수수성 표면이 가능한 물질이다. 특히, 초소수성 표면 이외에 우수한 내열성 및 내화학성 특성을 가지고 있어 디스플레이 및 태양전지 등의 자가세정(self cleaning) 보호막으로써 응용이 기대되고 있다. 본 연구에서는 HFPO (hexafluoropropylene)를 원료 가스로 이용하여, Si(100)과 유리 기판위에 Cat-CVD (Catalytic Chemical Vapor Deposition)법으로 PTFE 박막을 증착하였다. 텅스텐(W)을 촉매로 사용하였으며, 촉매온도가 $850^{\circ}C$이상인 조건에서 접촉각이 $150^{\circ}$ 이상인 초소수성 PTFE 표면을 쉽게 얻을 수 있었다. 특히 본 연구에서는 제막압력을 300 mTorr에서 700 mTorr까지 변화시켜 가며 유리와 Si 기판위에 증착하였다. Cat-CVD 제막압력을 변화시켜가며 증착된 PTFE 박막의 접촉각을 측정한 결과, 제막압력이 300 mTorr일 때 glass와 Si 기판위에 증착된 PTFE박막 표면에서의 접촉각은 각각 133, $117^{\circ}$였지만, 제막압력이 400 mTorr이상일 땐 $150^{\circ}$ 이상의 높은 접촉각을 갖는 초소수성 표면을 얻을 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.22 no.1
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• pp.75-81
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• 1990

Experiments to predict the thermal contact conductance between the fuel pellet and cladding have been performed, which is important to determine the temperature distibution within the fuel rod. UO$_2$and Zircaloy-2 are used in these experiments. The measuring apparatus is composed of a presser which controls the contact pressure, a thermometer with 5.5 sheathed thermocouples, a vacuum pump, pellet and cladding rods, and two heating devices, etc. The thermal contact conductances were measured with varying the contact pressure and surface roughnesses of UO$_2$and Zircaloy-2 bars. The results show that an increase in the contact pressure and a decrease of surface roughness resulted in increase of the thermal contact conductance. Finally, a fitting correlation has been established and compared with widely-used correlations.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.8
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• pp.913-920
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• 2012

An efficient 3D finite element walking model that considers the detailed shapes of muscles, ligaments, bones, skin, and soles was developed based on a real computed tomography (CT) scan image of a foot, and nonlinear contact analyses were performed to investigate pressure changes. The highest pressure occurs at the rear bottom of the foot when standing and walking. The pressure on the outsole with a curved foot bottom surface is lessened and distributed over a wider area than in the case of a flat outsole. The result shows that a shoe sole shape optimized for diabetes patients can relieve the foot pressure concentration and prevent further worsening of symptoms.