Linear motion (LM) ball guides have good accuracy and high efficiency. They are widely applied for precision machinery such as machine tools, semiconductor fabrication machines and robots. However, friction force incurs heat between the balls and grooves. Thermal expansion due to the heat deteriorates stiffness and accuracy of the LM ball guides. For accurate estimation of stiffness and accuracy during the linear motion, friction models of LM ball guides are required. To formulate accurate frictional models of LM ball guides according to load and preload conditions, rolling and viscous frictional analyses have been performed in this paper. Contact loads between balls and grooves are derived from Hertzian contact analysis. Contact angle variation is incorporated for the precision modeling. Viscous friction model is formulated from the shear stress of lubricant and the contact area between balls and grooves. Experiments confirm validity of the developed friction model for various external load and feedrate conditions.
Copper and its alloy had been used widely because of its pronouncing characteristics on their high thermal and electrical conductivity. Various fusion welding methods, such as SMAW, SAW, GTAW, GMAW, Electroslag welding amd so on are applied to weld copper and its alloy. But fusion welding of copper has so many welding problems. THe most serious problems were poor penetration amd high thermal contration stress due to its high thermal conductivity and porosity could be formed by rapid cooling rate of fusion welding. In order to avoid such fusion welding problems, preheating, peering and heat treatment must be applied to obtain sound weld joint of copper. But preheating induce another welding problem such as grain coarsening of weld heat affected zone. This grain coarsening reduces ductility and strength of weld joint. In this view of point, friction welding of copper is triedm to obtain sound weld joint of copper by reducing metallurgical problems. This study introduced new concept of heat input for evaluating the friction weldability of copper. As a result, weldability of copper could be evaluated by this new concept of heat input.
In this paper, the position tracking control problem of the servo system with nonlinear dynamic friction is issued. The nonlinear dynamic friction contains a directly immeasurable friction state variable and the uncertainty caused by incomplete parameter modeling and its variations. In order to provide the efficient solution to these control problems, we propose the composite control scheme, which consists of the robust friction state observer, the FNN approximator and the approximation error estimator with sliding mode control. In first, the sliding mode controller and the robust friction state observer is designed to estimate the unknown internal state of the LuGre friction model. Next, the FNN estimator is adopted to approximate the unknown lumped friction uncertainty. Finally, the adaptive approximation error estimator is designed to compensate the approximation error of the FNN estimator. Some simulations and experiments on the servo system assembled with ball-screw and DC servo motor are presented. Results show the remarkable performance of the proposed control scheme. The robust friction state observer can successfully identify immeasurable friction state and the FNN estimator and adaptive approximation error estimator give the robustness to the proposed control scheme against the uncertainty of the friction parameters.
In the continuos process systems, traction between a moving web and rollers is one of key mechanisms for the study of major issues including the distributed control of tension, guiding, wrinkling, winding, and scratching. Energy is transferred from the driven rollers to the web and from the web to the idle rollers through traction. The characteristics of friction play major role in the determination of the traction force between the moving web and the rollers. In this paper the characteristics of friction between the moving web and the rollers are studied. A procedure to determine the friction coefficient between the moving web and rollers is developed. An experimental setup to validate the procedure is devised. Experimental results showed that the value of traction coefficient decreases as the operating web speed increases and increases as the operation web tension increase.
말뚝의 주면마찰력은 전체 지지력중 상당한 하중을 지지할 수 있으나 실제 설계시에는 무시되는 경우가 많이 있다. 주면마찰력을 설계에 반영할 경우에도 계산결과의 신뢰도는 매우 낮은 것이 현실이다. 국내의 사정은, 설계 자료로 활용할 수 있는 것은 표준관입시험 결과뿐인 경우가 대부분으로 빈곤하며 특히 국내에 많은 화강암, 편마암의 풍화잔류토에 관해서는 설계자료가 극히 희박해 외국에 비해 열악하다. 최근에 국내에서 개발된 간편한 말뚝재하시험(simple pile loading test: SPLT)의 사용은 선단지지력과 주면마찰력의 별도 측정이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 풍화잔류토 지반에서의 SPLT 결과를 분석하여 N값에 의한 새로운 설계관계식을 제안하였다.
The friction material for automobile is manufactured by mixing several composites to stop the running vehicles. Friction characteristics are changed significantly according to the relative amount of the base materials. However, difference of friction coefficient is sometimes measured at the test for the same friction material. Nevertheless, the study for solving these problems is insufficient. In this paper, the friction tests were carried out by changing the external environment and processing condition when the main ingredients are fixed and also evaluated how the friction coefficient changes. The variables are cooling air speed, humidity (Relative humidity and Absolute humidity), scorching time, soaking time and pad area. And it is analytically considered which environmental factor mainly affects the characteristic of friction coefficient variation by experiment. It is expected that the results from this study can be very useful as a database for development of the friction material.
임의의 수심 및 흐름 상 풍파의 변형에 대한 이산형 스펙트럼 모형을 구성하였다. 파랑의 성장 및 역풍감쇠, 저면마찰, 파랑과 흐름간의 상호작용이 고려되었고 제한 수심의 영향을 포함하기 위해 성숙파 스펙트럼에 수심에 의한 감쇠계수를 추가하였다. 이상의 모형을 수심을 고려한 가상풍장에 적용하여 수심 및 저면마찰에 대한 모형의 물리적 거동을 분석해 보았다.
TiN 코팅은 마모에 대한 저항성 및 고체 윤활 효과가 매우 우수하여 내마모성 및 저마찰이 요구되는 절삭공구나 피스톤 베어링 및 각종 축계의 코팅막으로 사용이 증가되고 있다. 일반적으로 재료의 경도와 인성은 서로 상반 관계를 갖고 있어 공학적으로 경도와 인성을 모두 요구하는 표면을 얻기 위해 연질 모재 위의 세라믹 코팅은 그 요구를 만족시킬 수 있는 가장 각광받는 표면처리 방법중의 하나이다. 그러나, TiN과 같은 경질 박막의 공학적 적용시 가장 요구되는 마모수명은 모재의 조도나 경도, 증착 방법, 접촉 상태, 코팅막의 두께 및 마모의 발생 기구 등에 따라 마찰 및 마모 메커니즘의 현저한 차이를 나타내기 때문에 예측이 거의 불가능한 실정이고, 아직까지 이러한 마모수명 비교 평가방법에 대한 기준 설정 및 정량적 정립이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 모재의 경도, 조도, 코팅 두께가 다른 TiN 경질 박막에 압입시험과 스크래치시험시 발생되는 균열 발생 메커니즘과 미끄럼 시험시 발생되는 마모 메커니즘의 연계성을 밝히고 압입 및 스크래치 시험시 코팅막이 손상되는 임계하중과 미끄럼 시험시 접촉하중 변화에 따른 마모수명의 정량적 연관성을 찾아보고자 한다.
본 연구에서는 Kevlar 직물에 전단농화 특성을 갖는 나노 실리카 입자를 함침시켜 저속충격 특성 및 마찰특성 실험을 수행하였다. 나노입자의 크기에 따른 영향력을 평가하기 위해 100nm, 300nm, 500nm 직경크기의 구형 실리카 입자를 충진한 전단농화유체를 제작하였으며 유변물성 시험을 통해 전단담화 현상 및 급격히 점성이 증가하는 전단농화현상을 확인하였다. 전단농화유체를 Kevlar 직물에 함침시켜 저속 낙하 충격시험을 수행한 결과 나노입자 처리를 한 Kevlar 직물에서 우수한 충격흡수 특성을 보였으며 특히 함침된 나노입자의 크기가 작을수록 충격흡수양이 증가하였고 변형의 양도 가장 적게 나타났다. Kevlar 직물 내에서의 얀의 Pull-out 실험과 직물간 마찰력 실험을 통해 나노입자의 크기가 작을수록 전단농화 현상으로 인한 마찰력의 증가가 더욱 크게 나타남을 확인하였다. 이러한 마찰력의 증가가 얀의 Pull-out 에너지를 증가시키게 되어 주요 충격흡수 메커니즘으로 작용하게 되는 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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