• 제목/요약/키워드: Hertzian 접촉이론

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Hertz 접촉 이론을 이용한 평판 구조물의 충돌 해석 (Impact Analysis of a plate structures Employing Hertzian Contact Theory)

  • 임홍석;유홍희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.383-388
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    • 2008
  • A modeling method for the impact analysis of plate structures employing Hertzian contact theory is presented in this paper. Since local deformation as well as bending deflection of the plate occurs due to the collision, it has to be considered for the impact analysis. When the coefficient of restitution is employed for the impact analysis, the local deformation is not considered. For more accurate and reliable impact analysis, however, the local deformation should be considered. The effects of the location of collision and the collision mass on the impact duration time and the contact force magnitude are investigated through numerical studies employing Hertzian contact theory.

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Hertz 접촉이론을 이용한 탄성체의 충돌 해석을 위한 효율적 모델링에 관한 연구 (Study on an efficient modeling for the impact analysis of a flexible body employing Hertzian contact theory)

  • 임홍석;유홍희
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.838-843
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    • 2008
  • Since thickness deformation and lateral deflection often occurs during the collision of flexible bodies, they should be considered simultaneously in the impact analysis. The thickness deformation, however, cannot be considered in beam/shell theory since the thickness is assumed to be constant in the theory. So, solid elements are employed to estimate the thickness deformation. However, the CPU time increases significantly if solid elements are employed. In the present study, a modeling method for the impact analysis of a flexible body employing Hertzian contact theory is presented. The efficiency and the accuracy of the modeling method are discussed with some numerical examples.

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손끝 접촉반응의 모델링과 응용 (Modeling and Applications for Contact Response of Fingerpad)

  • 한은경;권영하;강재식;이수민;강대임;박연규
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 1998년도 추계학술발표 논문집
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    • pp.261-266
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    • 1998
  • 손끝으로 물건을 문지르거나 잡아 질감을 느끼는 경우 나타나는 현상을 Hertzian 접촉이론을 응용하여 수학적인 모델링을 하였다. 물체표면에 손끝이 접촉하여 눌려지게되면 변형이 일어나게 되고 변형된 모양과 정도에 따라 촉감을 느끼게 .된다. 손끝은 점탄성체로서 누르는 변위에 따라 탄성계수와 점성계수 값이 비선형으로 변하게 되는 현상을 이론과 실험을 통하여 연구하였다. 특히 손끝이 직물을 누를 때 나타나는 현상을 측정하여 질감표현과의 관계를 분석하였다.

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FEM을 이용한 구체무단변속기의 응력해석 (Stress Analysis of the S-CVT using Finite Element Method)

  • 김정윤
    • 동력기계공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.41-47
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    • 2008
  • This article deals with the stress analysis of the friction drive, which transmits the power via the rolling resistance on the contract area between the two rotating bodies. On the contact area, friction drives are normally involved with shear stress due to the transmitted force, as well as normal stress. Thus the stress analysis including the shear stress is necessary for the design of the friction drive. Hertzian results can be used to estimate the normal stress distribution and elastic deflection of the contact area, although the shear stress distribution is not well defined. In order to investigate the shear stress distribution and its effects in a friction drive, we have performed the stress analysis of the spherical continuously variable transmission(CVT) using finite element method. The spherical CVT is one of friction drives, which is used in small power applications. The numerical results show that the normal stress distribution is not affected by the transmitted shear force, and the maximal shear stress is increased in small amount along with the shear force.

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반무한 탄성체의 헤르츠 접촉하의 경사진 표면균열의 전파거동 (Propagation Behavior of Inclined Surface Crack of Semi-Infinite Elastic Body under Hertzian Contact)

  • 김재호;김석삼;박중한
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.624-635
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    • 1990
  • 본 연구에서는 마멸과정을 선형파괴역학적 관점에서 해석하여, 탄성체의 표면 에 산재되어 있는 표면균열의 전파거동을 마멸과정규명의 입장에서 살펴보고자 한다. 우선 마멸거동에 관한 파괴역학적 접근방식에 의한 마멸이론의 확립을 위해서, 표면균 열이 내부균열보다 그 전파 가능성이 높다고 한 Keer등의 주장에 착안하여 Hertz 접촉 압력하의 경사진 표면균열의 전파거동을 선형파괴역학적으로 해석하고자 한다. 이론 해석에 있어서는 표면균열을 인상전립의 연속분포로 치환하고, 전립밀도분포함수에 관 한 특이적분방정식을 유도해서 Erdogangupta의 방법을 이용하여 그 해를 구하였다.

손끝 접촉반응의 모델링과 응용 (Modeling and Applications for Contact Response of Figerpad)

  • 권영하;한은경;강재식;이수민;박연규;강대임
    • 감성과학
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    • 제2권1호
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    • pp.27-33
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    • 1999
  • 손끝으로 물건을 문지르거나 잡아 질감을 느끼는 경우 나타나는 현상을 Hertzian 접촉이론을 응용하여 수학적인 모델링을 하였다. 물체표면에 손끝이 접촉하여 눌러지게되면 변형이 일어나게 되고 변형된 모양과 정도에 따라 촉감을 느끼게 된다. 손끝은 비선형으로 변형되므로 누르는 변위에 따라 탄성계수 값이 변하는 현상을 실험을 통하여 확인하였으며 모델링한 식과 비교한 결과 유사한 경향을 보였다. 특히 손끝이 직물을 누르며 문지를 때 힘이 크기변화를 측정하여 질감표현과의 관계를 분석하였다.

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Waviness가 존재하며 볼의 원심력과 자이로스코픽 모멘트가 작용하는 볼베어링으로 지지된 5 자유도 회전계의 진동해석 (Vibration Analysis of 5-DOF Rotor System Supported by Two or More Ball Bearings Considering Centrifugal Force and Gyroscopic Moment of Ball)

  • 정성원;장건희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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    • pp.297-303
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    • 2001
  • This research presents an analytical model to characterize the ball bearing vibration due to the waviness in a rigid rotor supported by multi-row ball bearings considering centrifugal force and gyroscopic moment of ball. The effects of centrifugal force and gyroscopic moment are introduced to the kinematic constraints and force equilibrium equations. The waviness of ball and races is modeled by the superposition of sinusoidal function and it is introduced to position vectors of race curvature center to use the Hertzian contact theory in order to calculate the elastic deflection and nonlinear contact force resulting from the waviness while the rotor has translational and angular motion. They can be determined by solving the nonlinear equations of motion with five degrees of freedom by using the Runge-Kutta-Fehlberg algorithm. The accuracy of this research is validated by comparing with the results of the prior researches. It characterizes the vibration frequencies resulting from the various kinds of waviness in rolling elements, the harmonic frequencies resulting from the nonlinear load-deflection characteristics of ball bearing resulting from the waviness interaction.

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다수의 각접촉 볼베어링으로 지지된 5자유도 회전계에서 볼베어링의 Waviness에 의해 발생하는 비선형진동 해석모델 (Nonlinear Vibration Model of Ball Bearing Waviness in a Rigid Rotor Supported by Multi-Row Ball Bearing Considering Five Degrees of Freedom)

  • 정성원;장건희
    • 소음진동
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    • 제11권2호
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    • pp.336-345
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    • 2001
  • This research presents a nonlinear model to analyze the ball bearing nitration due to the waviness in a rigid rotor supported by multi-row ball bearings. The waviness of a ball and each races is modeled by the superposition of sinusoidal function, and the position vectors of inner and outer groove radius center are defined with respect to the mass center of the rotor in order to consider five degrees of freedom of a general rotor-bearing system. The waviness of a ball bearing is introduced to these position vectors to use the Hertzian contact theory in order to calculate the elastic deflection and nonlinear contact force resulting from the waviness while the rotor has translational and angular motion. They can be determined by solving the nonlinear equations of motion with five degrees of freedom by using the Runge-Kutta-Fehlberg algorithm. Numerical results of this research are validated with those of prior researchers. The proposed model can calculate the translational displacement as well as the angular displacement of the rotor supported by the multi-row ball bearings with waviness. It also characterizes the nitration frequencies resulting from the various kinds of waviness in rolling elements, the harmonic frequencies resulting from the nonlinear load-deflection characteristics of ball bearing. and the sideband frequencies resulting from the waviness interaction.

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구름요소의 Waviness 를 고려한 볼베어링 해석 이론 (Analytical Theory of Ball Bearing Considering Waviness of Rolling Elements)

  • 정성원;장건희
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제11권7호
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    • pp.275-286
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    • 2001
  • The research presents an analytical theory to calculate the characteristics of the bal bearing with waviness in its rolling elements considering the centrifugal force and gyroscopic moment of bal. The effects of centrifugal force and gyroscopic moment are introduced to the kinematic constraints and force equilibrium equations. and the waviness of rolling elements is modeled by sinusoidal function to calculate the contact force at each ball. The numerical solutions of governing equation of berating due to waviness are calculated by using the Newton-Raphson method. The accuracy of the research is validated by comparing the contact force. contact angle in case of considering the centrifugal force and gyroscopic moment of bal and the contact force and vibration frequencies in cases of considering waviness with the prior researches respectively. It investigates the stiffness, contact force. displacement and vibration frequencies of the ball bearing considering not only the centrifugal force and gyroscopic moment of ball but also the waviness of the rolling elements.

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철도 차륜 및 레일 진동 특성 해석을 통한 전동 소음 모델 연구 (Study on the Rolling Noise Model Using an Analysis of Wheel and Rail Vibration Characteristics)

  • 장승호;유정수
    • 한국철도학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.175-182
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    • 2013
  • 전동 소음은 철도의 주요한 소음 중 하나이며, 차륜과 레일의 음향 조도에 의해 차륜 및 레일이 진동하면서 발생한다. 이러한 전동 소음의 저감 대책을 수립하기 위해서는 관련 인자들의 영향을 파악할 수 있는 예측모델이 필요하다. 본 논문에서는 차륜과 레일의 진동 특성을 이용해 전동 소음을 예측하기 위한 모델링에 관해 다루었다. 슬라브 도상 궤도에 대하여 1단 이산 탄성 지지 구조를 가진 보로 모델링 하였으며, 차륜 진동은 유한요소법을 이용한 수치해석을 적용하였다. 수직 및 수평방향 차륜-레일 집촉력들의 연성은 선형 Hertzian 접촉이론으로 모델링 하였고, 차륜과 레일의 진동 응답을 계산한 후 방사되는 소음을 예측하였다. 예측 모델의 신뢰성을 검증하기 위하여 시험차량에 대해 전동 소음을 측정하였다. 예측치가 측정치와 잘 일치하였으며, 특히 전동 소음이 주요하게 기여하는 200~4000Hz 주파수 대역에서 유사한 경향으로 나타남을 확인하였다.