Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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2000.11a
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pp.37-43
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2000
The effect of the alignment of the contacting bodies is concerned. Tilting of a body (indenter) is regarded as a mis-alignment. Recently developed method fur evaluating the contact normal traction is introduced and discussed, in which piecewise parabolic profile is considered as a generalized contact profile. Indentation by a wedge with rounded apex is solved as an example problem. In the case of partial slip regime, the variation of shear traction is examined during the closed path of shear force by using the efficient numerical technique. Concentration of the slip region is also investigated. By evaluating the energy dissipation from the contact surface, the effect of the mis-alignment-alignment on wear is discussed.
El houcine, Mourid;Said, Mamouri;Adnan, Ibrahimbegovic
Coupled systems mechanics
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v.7
no.2
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pp.111-139
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2018
A successful methodology for modelling controlled destruction and progressive collapse of 2D reinforced concrete frames is presented in this paper. The strategy is subdivided into several aspects including the failure mechanism creation, and dynamic motion in failure represented with multibody system (MBS) simulation that are used to jointly capture controlled demolition. First phase employs linear elasto-plastic analysis with isotropic hardening along with softening plastic hinge concept to investigate the complete failure of structure, leading to creation of final failure mechanism that behaves like MBS. Second phase deals with simulation and control of the progressive collapse of the structure up to total demolition, using the nonlinear dynamic analysis, with conserving/decaying energy scheme which is performed on MBS. The contact between structure and ground is also considered in simulation of collapse process. The efficiency of the proposed methodology is proved with several numerical examples including six story reinforced concrete frame structures.
Kim, Yongseok;Li, Haochuang;Kang, Minsung;Koo, Jae-Mean;Seok, Chang-Sung;Lee, Kiwon;Kwon, Sam-Young
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.29
no.12
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pp.1346-1350
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2012
Contact wire is one of the most important components supplying electricity to railroad cars. At the beginning of the research on contact wire, wear problem caused by friction between contact wire and pantograph was considered even more important issue for the failure of contact wire. However, since several fatigue fractures were reported from Shinkansen in Japan, fatigue fracture has become another important issue for the failure of contact wire. Despite of its importance, standard of the fatigue test of contact wire has not been established yet. Thus, fatigue characteristics of contact wire is very difficult issue to evaluate quantitatively. Hence, in this study, test method simulating operating conditions of contact wire by Minsung Kang and etc. is used to evaluate the fatigue characteristics of copper alloy contact wire. Also, test results is compared with the result of Minsung Kang's research on pure copper contact wire.
Even though a constant repeated load is applied, plastic deformation may cumulate. This kind of behavior is called ratcheting. Ratcheting may lead to cracks and finally to failure of the rail. Usually ratcheting occurs on high rails in curves. Ratcheting is influenced by residual stresses, wheel-rail contact stresses, thermal stresses due to wheel/rail rolling contact, shear strength of the rail, strain hardening behavior, etc. In this study, contact stresses and thermal stresses are examined. It is found their value is considerable compared to the maximum contact pressure.
Ion beam assisted deposition system was used to deposit CNx coatings with various thickness on the substrates of high-frequency induction hardened steels. Rolling contact fatigue tests were performed using Polymet RCF-1 machine with a constant supply of lubricant. Rolling contact fatigue life was substantially different in the steels with various thickness of CNx coatings. The optimum thickness of CNx coating was found to be $8.9{\mu}m$, showing the longest fatigue life, mainly caused by higher resistance to initiation of cracks and protective overcoat remaining to the surface failure during rolling contact fatigue. Cracks were initiated in the substrates under the surface of wear track and propagated to the surface, which eventually resulted in the failure. The reduction of fatigue life observed in the specimen with elimination of CNx coating during rolling contact fatigue was explained by the substrates deformation.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.20
no.2
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pp.195-204
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2017
Predicting the failure life of automated manufacturing systems can reduce overall downtime, maintenance costs, and total plant operation costs. Therefore, there is a growing interest in fatigue failure mechanisms as the safety or service life assessment of manufacturing systems becomes an important issue. In particular, fretting fatigue is caused by repeated tangential stresses that are generated by friction during small amplitude oscillatory movements or sliding between two surfaces pressed together in intimate contact. Previous studies in fretting fatigue have observed size effects related to contact width such that a critical contact width exists where there is drastic change in the fretting fatigue life. However, most of them are the two-dimensional finite element analyses based on the plane strain assumption. The purpose of this study is to investigate the contact size effects on the three-dimensional finite element model of a finite width of a flat specimen and a cylindrical pad exposed to fretting fatigue. The contact size effects were analyzed by means of the stress and strain averages at the element integration points of three-dimensional finite element model. This study shows that the fretting fatigue life of manufacturing systems can be predicted by three-dimensional finite element analysis based on SWT critical plane model.
Aiming at the mechanical and structural characteristics of the contact zone composite rock, the shear tests and numerical studies were carried out. The effects of the differences in mechanical properties of different materials and the normal stress on shear properties of contact zone composite samples were analyzed from a macro-meso level. The results show that the composite samples have high shear strength, and the interface of different materials has strong adhesion. The differences in mechanical properties of materials weakens the shear strength and increase the shear brittleness of the sample, while normal stress will inhibit these effect. Under low/high normal stress, the sample show two failure modes, at the meso-damage level: elastic-shearing-frictional sliding and elastic-extrusion wear. This is mainly controlled by the contact and friction state of the material after damage. The secondary failure of undulating structure under normal-shear stress is the nature of extrusion wear, which is positively correlated to the normal stress and the degree of difference in mechanical properties of different materials. The increase of the mechanical difference of the sample will enhance the shear brittleness under lower normal stress and the shear interaction under higher normal stress.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.18
no.11
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pp.2967-2972
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1994
The multiple character of the contact interaction and the collective behavior of elementary microcontacts play a significant role in all the processes occurring in the surface layers, including the failure due to friction and wear. The array of metal spheres compressed between flat plates has been used for simulation of the contact behavior of multiple contact of solids under normal loading. An experimental design has been made providing regular array of the spheres at the same size with different spatial order. Measurement of electrial contact resistance has been made using the equipment providing the adequate accuracy in the range of micro Ohms. The data on electrical contact resistance have been compared with theoretical predictions using the multiple contact model of constriction resistance. The effect of single spots number and array on conductivity of contact has been evaluated.
Kim, Sang-Hoon;Ahn, Ok-Kyun;Bae, Dae-Kyung;Kim, Yoon-Hyuk;Kim, Kyung-Soo;Lee, Soon-Gul
Journal of Biomedical Engineering Research
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v.28
no.1
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pp.108-116
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2007
Recently, it has been reported that the posterior stabilized implant, which is clinically used for the total knee replacement (TKR), may have failure risk such as wear or fracture by the contact pressure and stress on the tibial post. The purpose of this study is to investigate the influence of the mal alignment of the posterior stabilized implant on the tibial post by estimating the distributions of contact pressure and von-Mises stress on a tibial post and to analyze the failure risk of the tibial post. Finite element models of a knee joint and an implant were developed from 1mm slices of CT images and 3D CAD software, respectively. The contact pressure and the von-Mises stress applying on the implant were analyzed by the finite element analysis in the neutral alignment as well as the 8 malalignment cases (3 and 5 degrees of valgus and varus angulations, and 2 and 4 degrees of anterior and posterior tilts). Loading condition at the 40% of one whole gait cycle such as 2000N of compressive load, 25N of anterior-posterior load, and 6.5Nm of torque was applied to the TKR models. Both the maximum contact pressure and the maximum von-Mises stress were concentrated on the anterior-medial region of the tibial post regardless of the malalignment, and their magnitudes increased as the degree of the malalignment increased. From present result, it is shown that the malalignment of the implant can influence on the failure risk of the tibial post.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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