• Tribology and Lubricants
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• 제15권4호
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• pp.291-296
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• 1999

This paper presents the results of thermoelastic wear behaviors in ventilated disk brakes for a high-speed automotive and train using the finite element method. The computed results show that the sinusoidal distortions due to non-uniform distributions of temperature profiles may lead to thermoelastic wears on the rubbing surface. This may decrease the service life of a disk brake and produce micro-cracks, noise and squeals between two rubbing surfaces.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.764-769
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• 2001

Brake-induced vibrations of a vehicle such as brake judder are determined by the excitation of brake torque variations and by their transfer to the driver's contact points via suspension, body and steering system. The formation of brake torque variation is mainly determined by static and dynamic disk thickness variations. The vibration transfer from the excitation by brake torque variation to the perception by the driver depends on the kinematic and dynamic behaviour of the components in the transfer path. Optimization of the judder performance can be achieved either by minimizing the excitation or by reduction of the judder sensitivity of the vehicle. In this paper, the optimization process of a front rotor is suggested to reduce brake judder considering the cooling performance of the rotor, the judder sensitivity of the vehicle and durability of the rotor.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.199-205
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• 2002

This paper presents a numerical technique to analyze wear life of automotive disk brake pad, where FFT-FEM method is adopted to determine the transient temperature distribution of the disk surface. A specimen ova frictional material is tested on a small scale brake dynamometer to find the dependency of the wear rate on temperature change, from which and the temperature analysis results, given the wear test mode, wear behavior of the pad material fur the vehicle can be predicted. Numerical examples show the predicted wear life of the vehicle coincides with the manufacture's recommended time interval for replacing the pads.

• Composites Research
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• 제13권6호
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• pp.55-62
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• 2000

실제 구동 시 가장 취약한 부분인 탄소/탄소 브레이크 로터 디스크에 대해 강도실험을 수행하였다. 이 실험을 위해 탄소/탄소 브레이크 디스크 정적 강도 실험을 할 수 있는 시험 치구를 상용 유한요소 프로그램인 NISA를 이용하여 설계 제작하였다. 실제 동역학적인 구동 상태를 정역학적으로 묘사하기 위해 브레이크 디스크의 마찰면을 고정시킨 후 실제의 하중방향과 동일한 방향으로 하중을 로터 슬롯에 가하여 브레이크 디스크의 강도를 측정하였다. 또한 파손시 나타나는 파손 메카니즘은 키와 로터슬롯의 접촉부위에서부터 시작되는 모재 파손에 이은 층간 분리가 나타났고, 하중이 더욱 증가하자 로터슬롯의 노치 부분에서 최종파손으로 이어졌다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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• pp.229-230
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• 2002

This paper presents the hot spot behaviors on the rubbing surface of ventilated disk brake by using finite element method. The depth of asperities on the rubbing surface is usually $2-3\;{\mu}m$ so the real contact area is microscopically. Non-uniform contacts between the disk and the pads lead to high local temperatures, which may cause the material degradation, and develops hot spots, thermal cracking, and brake system failures at the end. High contact asperity flash temperatures in rubbing systems, which is strongly related to the hot spot. It was generally known that high temperature over about $700^{\circ}C$ may form martensite on the cast iron which is material for automotive disk brakes. In this paper, the contact stress, temperature distribution and strain have been presented for the specific asperities of real contact area microscopically by using coupled thermal-mechanical analysis technique.

• Tribology and Lubricants
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• 제19권5호
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• pp.268-273
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• 2003

This paper presents hot spot behaviors on the rubbing surface of disk-pad type brake by using coupled thermal-mechanical analysis technique. The height of micro-asperity on the rubbing surface is usually 2∼3 ${\mu}$m in practical disk brakes. Non-uniform micro-contacts between the disk and the rigid friction pads lead to high local temperature distributions, which may cause the material degradation, and develop hot spots, thermal cracks, and brake system failure at the end for a braking period. The friction temperatures on the rubbing surface of disk brakes in which are strongly related to the hot spot and thermal related wears are rapidly concentrated on the micro-contact asperities during braking. The computed FEM results show that the contact stress, friction induced temperature and thermal strain are highly concentrated on the rubbing micro-contact asperities even though the braking speed and force are small during the braking period. This hot spot may directly produce the slippage and various thermal wears on the brake-rubbing surface.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.483-488
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• 2004

The inter-laboratory comparison test which is demanded on the authorized test of ISO/IEC 17025 is the program to guarantee the confidence of test result. This paper, as a part of the inter-laboratory comparison test between South Korea and China, is refered to the characteristic of friction coefficient of disk brake lining for rolling stock according to disk type. Brake tests were carried out under constant brake force and operating sequence by using dynamo-tester according to disk and disk lining types. To establishing the confidence of test result, we calculated A type uncertainty about friction coefficient and investigated the factors about the variation of friction coefficient.

• Composites Research
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• 제15권1호
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• pp.41-52
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• 2002

이 논문에서는 탄소/탄소 브레이크 제동중 시스템의 거동을 열탄성 해석을 수행하여 살펴보았고. 파손에 안정적인 디스크의 형상을 찾기 위하여 다양한 형상에 대한 3차원 응력해석을 수행하였다. 탄소/탄소 복합재료의 기계적 물성치가 적층면방향과 두께방향으로 측정되었다. 측정긴 기계적 물성치는 열탄성 해석과 3차원 응력해석을 위한 입력으로 사용 되었다. 로터 클립과 클립 리테이너 사이의 간격은 회전판의 하중전달 미케니즘에 있어서 중요만 인자이다. 간격변화는 기계적 변형과 열 변형으로 분리하여 고려하였다. 클립과 리테이터는 서로 접촉이 발생하지 않았으므로 해석 모델에서 리테이너와 리벳은 제외되었다. 로터 디스크는 반복대칭조건을 사용하여 모델링되었고, 로터 디스크와 로터 클립, 로터 클립과 키 드럼사이의 2중 접촉문제가 고려되었다. 3차인 응력해석의 결과로부터 브레이크 디스크의 키 홀 부분에 응력집중현상이 발생하는 것을 확인하였다. 응력분포는 키 홀 부분에서 접촉면의 회전각과 곡률반경의 변화에 따라 연구 되었다.

• 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.

• 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.