Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제20권2호
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pp.75-75
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1996
The rapid expansion for the auto-industry and the worldwide trend toward non-asbestos friction materials for brake lining force our industry to transfer into non-asbestos ones from asbestos-based friction materials. Furthermore, it is imperative for the friction materials to have technological excellence and lower production cost to be competitive in the world market. There is no known theoretical procedures to formulate friction materials. It, rather, depends on the trial and error process. Thus, it is quite clear how important it is to accumulate the know-how on the formulation and manufacturing the friction material. This study concerns the practical ways of conceptualizing the formulation and optimizing the manufacturing process. This study focused on the development of formulation for non-asbestos friction material as well as deriving the physical properties of the trial product to prove its validity and applicability. Elaboration of the formula and optimizing scheme of the manufacturing process to get better quality are also sought. Physical properties were obtained by constant velocity test dynamotest, hardness test and strength test. Differential scanning calorimeter was also used to analyze the thermal reactions of organic constituents, microstructures, bond effects, and degree of mixture.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제20권2호
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pp.7-14
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1996
The rapid expansion for the auto-industry and the worldwide trend toward non-asbestos friction materials for brake lining force our industry to transfer into non-asbestos ones from asbestos-based friction materials. Furthermore, it is imperative for the friction materials to have technological excellence and lower production cost to be competitive in the world market. There is no known theoretical procedures to formulate friction materials. It, rather, depends on the trial and error process. Thus, it is quite clear how important it is to accumulate the know-how on the formulation and manufacturing the friction material. This study concerns the practical ways of conceptualizing the formulation and optimizing the manufacturing process. This study focused on the development of formulation for non-asbestos friction material as well as deriving the physical properties of the trial product to prove its validity and applicability. Elaboration of the formula and optimizing scheme of the manufacturing process to get better quality are also sought. Physical properties were obtained by constant velocity test dynamotest, hardness test and strength test. Differential scanning calorimeter was also used to analyze the thermal reactions of organic constituents, microstructures, bond effects, and degree of mixture.
본 연구에서는 낙동강 모래의 내부마찰각과 모래와 건설재료들과의 접촉면에서 발생되는 표면마찰각의 특성을 파악하기 위하여 모래의 상대밀도와 전단속도를 변화시켜 목재, 강재, 몰탈, 그리고 역청재와 일련의 직접전단시험을 실시하였다. 시험결과 모든 경우에서 모래의 내부마찰각이 건설재료와의 표면마찰각보다 항상 크게 나타났고, 전단속도가 빠를수록 마찰각이 조금 증가되었다. 모래의 간극비가 작아짐에 의한 조밀화에 따라 마찰각은 선형적으로 증가하였으며, 간극비와 상대밀도의 변화에 따라 마찰각을 산정할 수 있는 식을 제시하였다. 또한 건설재료의 표면거칠기는 표면마찰각에 있어 중요한 인자임을 알 수 있었다.
Sintered metallic brake pads and low alloy heat resistance steel disks are applied to mechanical brake systems in high energy moving machines that are associated with recently developed 200km/h trains. This has led to the speed-up of conventional urban rapid transit. In this study, we use a lab-scale dynamometer to investigate the effects of the composition of friction materials on the tribological characteristics of sintered metallic brake pads and low alloy heat resistance steel under dry sliding conditions. We conduct test under a continuous pressure of 5.5 MPa at various speeds. To determine the optimal composition of friction materials for 200 km/h train, we test and the evaluate frictional characteristics such as friction coefficients, friction stability, wear rate, and the temperature of friction material, which depend on the relative composition of the Cu-Sn and Fe components. The results clearly demonstrate that the average friction coefficient is lower for all speed conditions, when a large quantity of iron power is added. The specimen of 25 wt% iron powder that was added decreased the wear of the friction materials and the roughness of the disc surface. However when 35 wt% iron powder was added, the disc roughness and the wear rate of friction materials increased By increasing the amount of iron powder, the surface roughness, and temperature of the friction materials increased, so the average friction coefficients decreased. An oxidation layer of $Fe_2O_3$ was formed on both friction surfaces.
Wet-friction materials have been widely used for clutches and brakes of automotives over past several decades. In order to enhance its performance, its friction behaviour should be fully understood. It is, however, still not at hand and therefore an attempt was made to have some more understanding of friction behaviour of wet-friction materials. Measurements of coefficient of friction were made with the variation of lubricants, lub. temperature, sliding velocity, and contact pressure. In addition, the effects of both the viscosity of lubricants and the porosity of materials on the coefficient of friction were also investigated. It can be concluded that the coefficient of friction is decreased as the concentrations of the resin and inorganic fillers are increased, and it tends to decrease with the increase in the lubricant temperature and sliding velocity.
A bench test set-up is employed to simulate the friction characteristics of a paper-based friction material operating against a steel plate. Dry friction tests are run as well as tests with transmission fluids. Glazed friction material produces a negative coefficient of friction versus sliding velocity (f-v) curve for both dry friction and lubrication with transmission fluids. At low sliding speeds, the coefficient of friction when operating in transmission fluids for glazed friction materials is greater than that under dry friction. An appreciable negative f-v slope occurs at low sliding speeds for glazed friction materials when running with the transmission fluid. The friction material after running in produces a constant f-v curve under dry friction and a negative slope when lubricated with transmission fluid. At low sliding speeds, the coefficient of friction of the run-in friction material is lower than that of the glazed wet material. On the other hand, the run-in friction material has a larger friction coefficient than does the glazed friction material at higher sliding speeds.
The brake performance of sintered friction materials for the high speed train was studied. In this study, newly developed sintered materials based on copper were compared with the commercial products for high speed trains. They were tested on a 1/5 scale dynamometer using low carbon steel disks. Effectiveness, fade, and recovery tests were carried out to examine friction performance and the change of disk thickness variation (DTV) during brake applications and noise propensity were also evaluated. Results showed that the two sintered friction materials exhibit similar friction coefficients and braking performance, whereas the newly developed friction material was superior in terms of DTV generation and noise propensity to the commercial friction material. The improvement of the newly developed friction material was attributed to the high graphite content which reduced the stick-slip phenomena and prevented uneven disk wear by producing friction films on the counter disk.
In this study, we investigated the effects of copper and copper-alloy on the frictional and wear properties of low-steel friction material. The proportions of copper and copper-alloy in the brake friction materials used in passenger cars are very high (approximately 5-20% weight), and these materials have significant effects on friction and wear characteristics. In this study, the effects of cupric ingredients, such as the copper fiber and brass fiber, are investigated using the friction materials based on commercial formulations. After the copper and brass fibers from the same formulation were removed, the frictional and wear characteristics were evaluated to determine the influence of the copper and copper-alloy. We evaluated the frictional and wear characteristics by simulating various braking conditions using a 1/5 scale dynamometer. The results show that the friction material containing copper and brass fibers have excellent frictional stability and a low wear rate compared to the friction material that does not contain copper and brass fibers. These results are attributed to the excellent ductility, moderate melting point, high strength, and excellent thermal conductivity of copper and copper-alloy. We analyzed the surfaces of the friction materials before and after the performing the friction tests using a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscope, confocal microscope, and roughness tester to verify the frictional behavior of copper and copper-alloy. In future studies, it will be applied to the development of copper-free friction materials based on the results of this study.
In this paper, the stress singularity on interface of friction welded dissimilar materials was investigated by using 2-dimensional elastic boundary element method. It is required that stress distributions and stress singularities on an interface for friction welded dissimilar materials analize to establish strength evaluation. The stress singularity index ($\lambda$) and stress singularity factor ($\Gamma$) were calculated from the results of stress analysis. The stress singularities on variations for shapes and thickness of friction welded flashes were analized and discussed. This paper suggested that the strength evalution by using the stress singularity factors as fracture parameters, considering the stress singularity on an interface edge of friction welded dissimilar materials were very useful.
Application of friction welding is increasing in the manufacturing process of machine elements in many industry fields. To establish a reasonable strength evaluation method and fracture criterion, it is necessary to analyze stress singularity under the residual stress condition on friction welded interface between dissimilar materials. In this paper, a method to establish fracture criterion on interface of friction welded dissimiliar materials was investigated by using the boundary element method BEM and static tensile testing. A quantitative fracture criterion for friction welded dissimilar materials is suggested by using stress singularity factor, $\Gamma$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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