• 제목/요약/키워드: friction forces

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소성역체결 볼트의 체결력과 마찰계수에 관한 연구 (Study on the Clamping Force and the Friction Coefficient in a Bolt tightened up to the Plastic Range)

  • 손승요;신근하
    • 전산구조공학
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    • 제7권3호
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    • pp.133-141
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    • 1994
  • 강도활용을 극대화한 볼트의 소성역체결시 볼트의 항복은 볼트에 발생한 인장응력과 너트 나사산과의 접촉면에서 오는 마찰토오크에 의한 전단응력과의 조합에 의한 영향을 받는다. 볼트는 최소단면적인 나사부중 너트와 물리지 않은 여우나사부에서 먼저 항복을 일으킨다. 볼트재료는 대체로 항복과 더불어 소성경화를 보이며 그 정도는 고강도재료에서 인장강도의 10%정도이다. 본 연구에서는 소성역체결시의 거동해석을 변형도증분이론에 의거 해석하였다. 항복은 최소단명이 원통의 표면에서 시작되며 이를 두께가 얇은 원통으로 취급하였다. 항복의 전파는 이들 얇은 원통이 체결이 진행됨에 따라 순차적으로 항복에 이르는 것으로 보고 이 얇은 원통들을 항복시키는데 필요한 축력과 토오크를 합하여 체결종료시의 볼트축력과 (나사면마찰) 토오크로 하였다. M10미터 가는 나사를 계산과 실험에 사용하였다. 축력과 마찰토오크의 마찰계수에 대한 변화관계를 보여주는 그래프와 더불어 실험에서 사용한 볼트의 설계보조 선도를 제시하였다. 이 설계보조용 선도는 실험실에서 얻어진 토오크계수와 마찰계수와의 관계를 그린 것으로 윤활, 포면처리등 현장조건에 따라 달라진 마찰계수를 적절히 취급하는데 효과적으로 활용이 가능하다.

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발사체 연소기용 산화제 개폐밸브의 핵심요소 기술 개발 (Study for the Development of a Main Oxidizer Shut-off Valve for Liquid Rocket Engines)

  • 김도형;홍문근;박재성;이수용
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.113-119
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    • 2013
  • 발사체 연소기용 산화제 개폐밸브는 비교적 간단한 개폐 작동을 통해, 액체산소를 연소기에 공급 또는 차단한다. 고압, 고유량, 극저온의 액체산소를 운용 유체로 사용할 뿐만 아니라, 설계유량 대비 밸브 차압 또한 낮아야 하는 상당히 까다로운 개발요구조건을 가지고 있다. 본 논문에서는 현재 개발 중인 연소기용 산화제 개폐밸브의 밸브 과도 응답과 같은 기본적인 밸브 특성과 함께, 밸브 성능을 좌우하는 핵심 부분이라고 할 수 있는 밸브 공압 구동부 및 포핏/시트부의 개발 내용을 소개하였다. 밸브의 과도 응답 특성 해석 결과가 시험 측정결과와 매우 잘 일치하는 것을 확인하였으며, 구동 공압부 및 포핏/시트부 구조해석을 통해 밸브 무빙파트의 접촉면 반발력과 마찰력을 정량적으로 평가하였다.

보강옹벽개발연구 (Study on the Development of Reinforced Earth Retaining Wall)

  • 유용환
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제2권3호
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    • pp.51-66
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    • 1986
  • 본 연구는 재래식 옹벽의 단점을 보완하여 skin element로써 간단한 L-type concrete block을 사용하고 reinforcing strip재로써 plastic fabric strip를 이용하며, back fill재는 우리 주위에서 흔히 접하는 나강암풍화토를 사용하여 만든 보강벽체를 통하여 몇가지 실험을 한 결과 이들 서반재료의 특성을 발안하여 개발된 이론식에 의하여 결정한 벽체의 보강은 삽입한 strip의 간격, 층수, 뒷채움 재의 입도분포, 다짐상태 및 strip의 인장강맥에 좌우되며 본보강옹벽체는 구조적으로 안정하고 경제적인 시공이 가능함이 확인되었으며 우리나라 특히 강원도와 같은 유간지역에서는 보다 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

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최적 타이어 힘 분배를 이용한 6WD/6WS 차량의 등판 주행 성능 향상 (Improvement of Hill Climbing Ability for 6WD/6WS Vehicle using Optimum Tire Force Distribution Method)

  • 김상호;김창준;한창수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.1523-1531
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    • 2011
  • 본 다축 차량은 험지와 야전에서 높은 이동성 때문에 비포장도로를 주행해야 하는 군용차량으로 사용된다. 특히 군용차량은 군 요구 사항에 의거 기본적으로 60% 경사로에서 안정적인 등판 성능을 지녀야 한다. 따라서 본 논문은 최적 타이어 힘 분배 방법을 통한 6WD/6WS차량의 등판능력 향상을 다루었다. 경사로 등판 시 사용할 최적 타이어 힘 분배 방법을 위하여 운전자로부터, 목표로 하는 종 방향 힘과 횡 방향 힘, 요 모멘트를 계산하였고, 마찰 원이론과 목적함수에 따른 최적화 된 토크가 각 륜에 분배되었다. 알고리즘 성능을 확인하기 위해서, 트럭심 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션 하였고, 비교를 위하여 2대의 차량을 제안하였다. 한 대의 차량은 최적타이어 힘 분배 방법이 적용되었고, 나머지 한 대는 궤도 차량과 같은 균등 힘 분배 방법이 적용되었다. 경사로에서 등판능력은 최적 타이어 힘 분배 방법에 의해서 향상 되어졌다.

Investigation of Strength Characteristics of Ferrous Slag and Waste Concrete in Water Contacting Environment by Exposure to Raining Events

  • Kim, Byung-Gon;Shin, Hyunjin;Lee, Seunghak;Park, Junboum
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제21권2호
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    • pp.1-7
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    • 2016
  • Ferrous slag is a by-product from steel making process and waste concrete is generated from construction activities. Large part of ferrous slag and waste concrete are recycled as construction materials. However, Ca2+ leaching out of ferrous slag and waste concrete in the water-contacting environment can cause a strength change. Strength can be reduced due to the dissolution of solid form of CaO which is one of the main contents of ferrous slag and waste concrete. On the other hand, strength can be enhanced due to the pozzolanic reaction of cementitious components with water. In this study, steelmaking slag, blast furnace slag, and waste concrete were aged by exposure to raining events, and the change of their compaction and shear strength characteristics was investigated. Optimum moisture content of all materials used in this study increased with aging period while maximum dry unit weight slightly decreased, implying that the relative contents of fine particles increased as the CaO solid particles were dissolved. Internal friction angle and shear strength of recycled materials also increased with aging period, indicating that the materials became denser by the decrease of void ratio attributed to the fine particles generated during the weathering process and the development of cementitious compounds increasing the bonding and interlocking forces between the particles. The results of this study demonstrated that mechanical strength of recycled materials used as construction materials has little chance to be deteriorated during their service life.

Experimental Investigation of Concave and Convex Micro-Textures for Improving Anti-Adhesion Property of Cutting Tool in Dry Finish Cutting

  • Kang, Zhengyang;Fu, Yonghong;Chen, Yun;Ji, Jinghu;Fu, Hao;Wang, Shulin;Li, Rui
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology
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    • 제5권5호
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    • pp.583-591
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    • 2018
  • Tool-chip adhesion impacts on cutting performance significantly, especially in finish cutting process. To promote cutting tools' anti-adhesion property, the concave micro-grooves texture (MGT) and convex volcano-like texture (VLT) were fabricated separately on lathe tools' rake faces by laser surface texturing (LST). Various orientations of MGT and different area densities (9% and 48%) and regions (partial and full) of VLT were considered in textured patterns designing. The following orthogonal cutting experiments, machining of aluminum alloy 5038, analyzed tools' performances including cutting force, cutting stability, chip shape, rake face adhesion and abrasion. It indicated that under dry finish cutting conditions, MGT contributed to cutting stability and low cutting forces, meanwhile friction and normal force reduced by around 15% and 10%, respectively with a weak correlation to the grooves' orientation. High density VLT tools, on the other hand, presented an obvious anti-adhesion property. A $5{\mu}m$ reduction of crater wear's depth can be observed on textured rake faces after long length cutting and textured rake faces presented half size of BUE regions comparing to the flat tool, however, once the texture morphologies were filled or worn, the anti-adhesion effect could be invalid. The bearing ratio curve was employed to analysis tool-chip contact and durability of textured surfaces contributing to a better understanding of anti-adhesion and enhanced durability of the textured tools.

In-vitro investigation of the mechanical friction properties of a computer-aided design and computer-aided manufacturing lingual bracket system under diverse tooth displacement condition

  • Kim, Do-Yoon;Ha, Sang-Woon;Cho, Il-Sik;Yang, Il-Hyung;Baek, Seung-Hak
    • 대한치과교정학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.73-80
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    • 2019
  • Objective: The purpose of this study was to compare the static (SFF) and kinetic frictional forces (KFF) of a computer-aided design and computer-aided manufacturing lingual bracket (CAD/CAM-LB) with those of conventional LB (Con-LB) and Con-LB with narrow bracket width (Con-LB-NBW) under 3 tooth displacement conditions. Methods: The samples were divided into 9 groups according to combinations of 3 LB types (CAD/CAM-LB [Incognito], Con-LB [7th Generation, 7G], and Con-LB-NBW [STb]) with 3 displacement conditions (no displacement [control], maxillary right lateral incisor with 1-mm palatal displacement [MXLI-PD], and maxillary right canine with 1-mm gingival displacement [MXC-GD]; n = 6/group). While drawing a 0.016-inch copper or super-elastic nickel-titanium archwire with 0.5 mm/min for 5 minutes in a chamber maintained at $36.5^{\circ}C$, SFF and KFF were measured. The Kruskal-Wallis method with Bonferroni correction was performed. Results: The Incognito group demonstrated the highest SFF, followed by the 7G and STb groups ([STb-control, STb-MXLI-PD, Stb-MXC-GD] < [7G-MXC-GD, 7G-MXLI-PD, 7G-control] < [Incognito-MXLI-PD, Incognito-control, Incognito-MXC-GD]; p < 0.001). However, there were no significant differences in SFF among the 3 displacement conditions within each bracket group. Within each displacement condition, the Incognito group demonstrated the highest KFF, followed by the 7G and STb groups ([STb-control, STb-MXLI-PD] < Stb-MXC-GD < 7G-MXLI-PD < [7G-control, 7G-MXC-GD] < [7G-MXC-GD, Incognito-MXLI-PD, Incognito-control] < [Incognito-control, Incognito-MXC-GD]; p < 0.001). MXC-GD exhibited higher KFFs than MXLI-PD in the same bracket group. Conclusions: The slot design and ligation method of the CAD/CAM-LB system should be modified to reduce SFF and KFF during the leveling/alignment stage.

자기복구형 에너지소산 가새시스템을 적용한 종합병원의 내진보강효과 (Seismic Retrofitting Effects of General Hospital Using Self-Centering Energy Dissipative Bracing System)

  • 김태완;추유림;번다리 디워스
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.159-167
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    • 2019
  • 2016 Gyeongju and 2017 Pohang earthquakes led Koreans to acknowledge that the Korean peninsula is not an earthquake-free zone anymore. Among various buildings crucial to after-shock recovery, general hospital buildings, especially existing old ones, are very significant so seismic retrofitting of those must be an important issue. Self-centering energy dissipative(SCED) brace is one of retrofitting methods, which consists of tendon with restoring force and friction device capable of dissipating seismic energy. The strength of the SCED brace is that the tendon forces a structure to go back to the original position, which means residual drift can be negligible. The residual drift is a very important parameter to determine usableness of general hospitals after shock. To the contrary, buckling-restrained braces(BRB) are also a very effective way to retrofit because they can resist both compressive and tensile, but residual drift may exist when the steel core yields. On this background, the seismic retrofitting effect of general hospitals reinforced with SCED braces was investigated and compared to that of the BRD in this study. As a result, although the floor acceleration cannot be reduced, the story drift and residual drift, and the shear demand of walls significantly decreased. Consequently, seismic retrofitting by SCED braces are very effective for domestic low-rise general hospitals.

케블라 직물과 전단농화유체로 함침된 케블라 액체 방탄재의 파단모드 연구 (A Study on the Failure Modes of Neat Kevlar Fabric and Kevlar Liquid Armor Impregnated with Shear Thickening Fluid)

  • 윤병일;송흥섭;백종규
    • Composites Research
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    • 제20권3호
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    • pp.17-24
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    • 2007
  • 본 연구는 순수 Kevlar 직물과 실리카 입자를 포함하는 전단농화유체가 함유된 Kevlar 액체방탄재(STF-Kevlar)에 대한 방탄충격에 의한 파단모드 연구이다. Cal.22 파편탄과 9mm FMJ 볼탄에 의한 방탄시험에 의하여 이 두 재료는 거시적 측면에서 다른 파단모드를 보여주었다. 순수 Kevlar 직물에서는 얀의 뽑힘(Pull-out)이, 그리고 STF-Kevlar 액체방탄재에서는 얀의 파단이 충격에너지를 흡수하는 주 기구로 나타났다. 전자주사현미경에 의한 미시적 관찰에서 Kevlar 섬유 표면의 벗겨짐, 섬유가 여러 가닥으로 갈라지는 스프리트, 그리고 섬유의 절단, 이 세가지 파단 모드가 손상 정도의 차이는 있지만 공통적으로 두 재료에서 관찰되었다. STF-Kevlar에서, 얀 섬유의 파단은 첫째는 실리카 입자로 덮여있는 얀-얀, 직물-직물 사이의 마찰력과, 둘째는 충격시 전단농화 현상의 발생으로 얀의 이동이 강력하게 억제되기 때문인 것으로 보인다.

A New Perspective on the Advanced Microblade Cutting Method for Reliable Adhesion Measurement of Composite Electrodes

  • Song, Jihun;Shin, Dong Ok;Byun, Seoungwoo;Roh, Youngjoon;Bak, Cheol;Song, Juhye;Choi, Jaecheol;Lee, Hongkyung;Kwon, Tae-Soon;Lee, Young-Gi;Ryou, Myung-Hyun;Lee, Yong Min
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제13권2호
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    • pp.227-236
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    • 2022
  • The microblade cutting method, so-called SAICAS, is widely used to quantify the adhesion of battery composite electrodes at different depths. However, as the electrode thickness or loading increases, the reliability of adhesion values measured by the conventional method is being called into question more frequently. Thus, herein, a few underestimated parameters, such as friction, deformation energy, side-area effect, and actual peeing area, are carefully revisited with ultrathick composite electrodes of 135 ㎛ (6 mAh cm-2). Among them, the existence of side areas and the change in actual peeling area are found to have a significant influence on measured horizontal forces. Thus, especially for ultrahigh electrodes, we can devise a new SAICAS measurement standard: 1) the side-area should be precut and 2) the same actual peeling area must be secured for obtaining reliable adhesion at different depths. This guideline will practically help design more robust composite electrodes for high-energy-density batteries.