• Tribology and Lubricants
• /
• 제33권6호
• /
• pp.303-308
• /
• 2017

Most automobile tire companies have not yet considered the geometric information of a road at the design stage of a tire because the topographical characterization of a road surface is very difficult owing to its vastness and randomness. A road surface shows variable surface roughness values according to magnification, and thus, the contact force between the road and tire significantly fluctuates with respect to the scale. In this study, we make an attempt to define a representative value for surface topographical information at multi-scale levels. To represent surface topography, we use a statistical method called power spectral density (PSD). We use the fast Fourier transform (FFT) and PSD to analyze the height profiles of a random surface. The FFT and PSD of a surface help in obtaining a fractal dimension, which is a representative value of surface topography at all length scales. We develop three surfaces with different fractal dimensions. We use finite element analysis (FEA) to observe the contact forces between a tire and the road surfaces with three different fractal dimensions. The results from FEA reveal that an increase in the fractal dimension decreases the contact length between the tire and road surfaces. On the contrary, the average contact force increases. This result indicates that designing and manufacturing a tire considering the fractal dimension of a road makes safe driving possible, owing to the improvement in service life and braking performance of the tire.

• 한국기계기술학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.77-84
• /
• 2011

Tire manufactures have dealt with noise problem by varying the pitch of the tread. The various formulas for the variations are generally determined differently, however. Often these variations are based on a combination of trial and error, intuition, and economics. Some manufactures have models and analogs to test tread patterns and their variations. These efforts, however practical, do not determine the best variation beforehand or guarantee the best results. For this reason it was felt that a general mathematical approach for determining the best variation was needed. Moreover, the method should be completely general, easy to use, and sufficiently accurate. This paper discusses a mathematical method called Mechanical Frequency Modulation(MFM) which meets the above requirements. Thus, MFM pertains to computing an irregular time sequence of events so that the resulting excitation spectrum is shaped to a preferred form. The first part of this paper treats the theoretical basis for computing an optimum variation ; the second part discusses experimental results and simulation program which corroborate the theory.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.1-15
• /
• 2009

골재노출콘크리트포장은 콘크리트 타설 직후 포장표면에 응결지연제를 살포하여 표면으로부터 깊이 2$\sim$3mm 정도의 모르타르 경화를 늦추게 한 후 표면의 모르타르 제거를 통해 굵은골재를 포장표면에 노출시키는 공법이다. 골재노출콘크리트포장의 타이어-노면 소음이 일반 콘크리트포장보다 작으면서도 적정한 미끄럼저항을 장기간 유지한다는 장점을 가지고 있다. 특히 굵은골재가 소입경일수록 소음저감효과가 우수한 것으로 알려져 있다. 성공적인 소입경 골재노출콘크리트포장의 건설을 위해서는 굵은골재의 최대입경이 적정하여야 하며, 적정량의 굵은골재를 포장표면에 균일하게 노출하도록 해야 하며 이를 위한 적절한 배합과 노출기법의 도출이 요구된다. 일반적인 콘크리트포장의 배합기준은 강도설계로 이루어지지만 소입경 골재노출콘크리트포장의 경우 강도뿐만 아니라 소음저감효과, 미끄럼저항을 적절히 발현시킬 수 있는 배합설계를 실시하기 위해서는 강도실험 외에도 노면의 미끄럼저항, 소음을 고려할 필요가 있다. 본 연구에서는 소입경 골재노출콘크리트포장에 대하여 적정 강도를 유지하며 포장표면조직의 소음 저감효과 및 적정 미끄럼저항성을 동시에 만족시킬 수 있도록 표면조직을 형성할 수 있는 최적배합에 대해 제시하였다. 또한 콘크리트포장은 온도, 습도 및 대기환경에 의해 모르타르의 경화속도가 달라지므로 콘크리트의 물리적 성질을 정량적으로 고려한 최적 노출기법이 제시되었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.423-429
• /
• 2014

도로는 높은 포장율과 자동차 운행으로 인하여 건기시 다양한 오염물질이 축적되며, 강우시 유출되어 수계에 환경수리학적 영향을 끼친다. 특히 도로노면은 아스팔트 또는 콘크리트로 포장되면서 거친 정도에 의한 오염물질의 축적과 유출정도가 다르다. 따라서 본 연구는 포장 재료에 따른 강우시 비점오염물질 유출특성을 분석하기 위하여 2012년도에 신규 개통한 구간에서 모니터링이 수행되었다. 강우 초기에 비점오염물질이 집중적으로 유출되는 초기강우현상은 포장재료와 관계없이 발생되는 것으로 나타났다. 그러나 노면과 자동차 타이어와의 마찰력이 큰 콘크리트 포장에서는 모든 수질오염항목에서 첨두농도가 높게 나타났다. 이러한 영향으로 인하여 TSS, 유기물과 영양염류의 유량가중평균농도(EMC, Event Mean Concentration)도 콘크리트 포장에서 높게 나타났다. 본 연구결과는 도로 포장방법이 수문학적 유출특성, 도로의 물리적 디자인 및 자동차의 운행대수 등과 함께 오염물질 유출에 크게 영향을 끼치는 중요한 인자라는 것을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권12호
• /
• pp.310-319
• /
• 2020

국내의 도로교통 소음측정방법은 도로변에서 최대의 교통량이 통행할 것으로 추정되는 시간대에 도로교통 전체 소음을 측정하는 방법(SPB)을 채택하고 있다. 반면 저소음포장의 효과를 측정하기 위하여 타이어 주위에 마이크를 설치하여 타이어/노면의 소음을 직접 측정하는 방법(CPX)도 있다. 측정이 용이한 근접소음 측정결과가 도로 전체의 소음에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 없다. 본 연구에서는 측정이 용이한 CPX법으로 측정한 소음을 이용하여 측정이 매우 까다로운 SPB의 결과를 추정하기 위한 방법을 제안하고자 한다. 연구방법으로는 한국도로공사에서 실시한 대규모 소음 측정시험결과를 이용하고, 이 시험구간에 대해 실시한 근접소음에 대한 데이터를 활용한다. 한국도로공사에서 실시한 실험결과는 저소음포장이 10.4dB의 소음저감 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 그리고 CPX측정에서는 저소음포장의 소음저감 효과는 평균 10.7dB이었고 이것은 SPB측정법에서 측정된 10.4dB의 소음저감 효과와 유사하며, 측정 위치에 상관없이 소음저감 효과가 나타난다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 위치에 상관없이 소음저감 효과가 동일한 이유, 소음 감소량이 유사한 이유, 마이크로폰의 위치에 따른 소음의 변화와 CPX와 SPB 측정치와의 관계를 소음의 합성과 거리감쇠 개념을 이용하여 증명하고 도로교통 소음예측 프로그램에 도로포장의 CPX측정결과를 변수로 포함하는 것이 소음예측의 신뢰성 향상에 매우 중요함을 증명하였다. 도로교통소음에는 도로포장의 종류와 상태가 큰 영향을 미침에도 불구하고 소음의 예측에 도로포장에 대한 영향은 하나의 상수로 표현되고 있다. 도로포장의 종류와 상태를 반영하는 소음의 측정과 예측이 필요하다.

• 유변학
• /
• 제11권2호
• /
• pp.112-121
• /
• 1999

현가장치의 기능은 노면으로부터의 진동이나 충격을 차체와 격리시키며 주행시 차량의 안전성을 확보하는데 있다. 고정된 스프링과 댐퍼의 특성으로는 두 가지 차량 주행특성을 나타내는 차체 가속도와 타이어 동적력을 최소화할 수 없으므로 가변형 댐퍼를 이용한 반능동식 현가장치로서 승차감과 주행 안정성을 동시에 고려하여 성능 지수를 설계하는 LQ(Linear Quadratic)제어 이론을 적용하는 연구가 진행되고 있다. LQ 제어 성능지수의 가중함수는 주파수와 시간에 관계없이 상수로 고정되기 때문에 각 요소에 대한 비중이 모든 상황에서 동일하나 승차감이나 주행 안정성의 평가기준이 모든 주파수에서 동일하지 않으므로 본 연구에서는 자기유변댐퍼를 장착한 1/4차의 반능동형 현가장치를 구성하고 LQ 제어의 문제점을 해결하는 Frequency shaped 최적 제어를 이용하여 특정 주파수 범위에서 차량의 승차감과 주행 안정성을 향상시킨다. Frequency shaped 최적 제어는 가중치가 주파수의 함수인 성능 지수를 통해 제어 규칙을 구하는데, 가중함수의 설계기준을 인간이 가장 민감하게 느끼는 4~8Hz의 주파수에서는 승차감에 두고 차축 고유 진동수 부근에는 주행안전성에 둔다. 모사실험과 실험 결과로부터 Frequency shaped 최적 제어기를 장착한 반능동형 현가장치가 승차감과 주행 안정성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제29권5호
• /
• pp.419-424
• /
• 2004

In this study, a series of soil bin experiment was carried out to investigate experimentally the effect of the tire inflation pressure and axle load of tire on the steering torque for the off-road condition. The experiment was performed at the three levels of off-road conditions(ground I, ground II and ground III) and on-road condition(ground IV), four levels of tire inflation pressure(120 kPa, 170 kPa, 220 kPa and 270 kPa), and four levels of axle load(1470N, 1960N, 2450N and 2940N). The results of this study are summarized as follows: 1. Steering torque at the off-road conditions were higher than that on the on-road conditions for all levels of tire inflation pressure and axle load. 2. As the axle load increased, steering torque also increased f3r all experimental ground conditions. 3. For the axle load of 1470N the biggest steering torque was measured on the ground condition I, but as the axle load increased to the value of 2940N the biggest steering torque was measured on the ground condition III. From the above results, it was found that for the low axle load, steering torque gets higher on the soft ground condition, but for the high axle load, steering torque gets higher on hard ground condition for whole range of experimental conditions. 4. As the tire inflation pressure decreased, steering torque increased on the on-road condition, but no specific trend was not found at the off-road conditions.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.87-98
• /
• 2010

소입경 골재노출 콘크리트포장은 콘크리트 타설 직후 포장표면에 응결지연제를 살포하여 표면으로부터 2~3mm 정도의 모르타르 경화를 늦추게 한 후 표면의 모르타르 제거를 통해 굵은 골재를 포장표면에 노출시키는 공법이다. 소입경 골재노출 콘크리트포장의 타이어-노면 소음은 일반 콘크리트포장보다 작으면서도 적정한 미끄럼저항을 장기간 유지한다는 장점을 가지고 있다. 성공적인 소입경 골재노출 콘크리트포장의 건설을 위해서는 굵은골재의 최대입경이 적정하여야 하며 적정량의 굵은골재를 포장표면에 균일하게 노출하도록 해야 하기 때문에 이를 위한 적절한 배합과 노출기법의 도출이 요구된다. 본 연구에서는 소입경 골재노출 콘크리트포장의 시험시공을 실시하여 초기 공용성을 평가하였으며, 이를 통하여 적정 강도, 저소음 및 적정 미끄럼저항을 확보함을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제15권4호
• /
• pp.31-42
• /
• 2013

PURPOSES : The purpose of this study is to eliminate the noise of the vehicle after measuring the friction noise obtained from the NCPX (Noble Close ProXimity) method. The pure friction noise between the tire and road pavement could be determined from filtering the compositeness of sound and the influence of the vehicle noise. METHODS: The noise magnitude could be determined by analyzing the sound pressure level (SPL) and sound power level (PWL) along with the noise frequency of a FFT (Fast Fourier Transform) analysis as well as CPB (Constant Percentage Bandwidth) analysis. RESULTS: When the test for measuring the friction noise originated somewhere between tire and road pavement is performed with NCPX method, it must be fulfilled by attaching the surface microphone near the tire. In this condition, the surface microphone can measure the friction noise occurred at between tire and pavement, the chassis noise from the engine and power transfer units, the fluctuating aerodynamic noise, and the turbulence noise directly affected to the surface microphone. By using the NCPX method, the noise occurred at the vehicle must be eliminated for measuring the friction noise between tire and pavement from the traffic noise. CONCLUSIONS: The vehicle's testing engine noise depends on the vehicle and road types. The effect of vehicle's engine noise is less than the friction noise occurred at between tire and pavement at less than 1% effect.

• 디자인학연구
• /
• 제16권1호
• /
• pp.281-288
• /
• 2003

21세기를 거듭나면서 산업의 발달은 우리생활에 크나큰 영향을 주고 있으며, 그 중에서도 교통수단인 자동차의 발달은 우리 삶의 편리함을 제공하고 있다. 그러나 점차 대중화 추세로 나아가는 자동차인구의 증가와 함께 주차 안전의 중요성이 어느 때보다 중요시되고 있으며 교통사고 중 우리가 안심하고 있는 자동차 주차 및 정차 시에 일어나는 사고가 빈번히 발생하고 있으므로 이러한 사고를 예방하기 위한 자동차 안전장비 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 주차 및 정차 시 발생하는 안전사고를 사전에 방지하기 위한 안전장비 개발로서 기존의 실용신안으로 제안된 안전 지지대에서 고려하지 못한 정지마찰력이 높고 도로의 다양한 환경변화, 비포장, 젖은 노면에 적응하며 타이어의 크기를 고려한 각도조절이 용이한 지지대를 개발하였다. 더 나아가 휴대성과 이동성이 고려된 향상된 안전 지지대를 개발하였다. 본 연구는 우리나라의 전체 교통사고 중 10%에 육박하는 주정차 안전사고의 경각심을 고취시키고 안전사고를 줄일 수 있는 방안을 모색하고 나아가 정책적인 의무사용규정을 확립하는데 기초자료를 도출하여 폭 넓은 보급과 활용 방안에 대한 방향을 제시하였다.